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WO2024003152A1 - Vanne thermostatique à manchon - Google Patents

Vanne thermostatique à manchon Download PDF

Info

Publication number
WO2024003152A1
WO2024003152A1 PCT/EP2023/067675 EP2023067675W WO2024003152A1 WO 2024003152 A1 WO2024003152 A1 WO 2024003152A1 EP 2023067675 W EP2023067675 W EP 2023067675W WO 2024003152 A1 WO2024003152 A1 WO 2024003152A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sleeve
housing
valve
axis
seat
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/067675
Other languages
English (en)
Inventor
Guillaume GAUTIER GRAINDORGE
Thierry Maraux
Original Assignee
Vernet
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vernet filed Critical Vernet
Publication of WO2024003152A1 publication Critical patent/WO2024003152A1/fr

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/01—Control of temperature without auxiliary power
    • G05D23/13—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures
    • G05D23/1306—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids
    • G05D23/132—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element
    • G05D23/1333—Control of temperature without auxiliary power by varying the mixing ratio of two fluids having different temperatures for liquids with temperature sensing element measuring the temperature of incoming fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/167—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means
    • G05D23/1919—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller
    • G05D23/1921—Control of temperature characterised by the use of electric means characterised by the type of controller using a thermal motor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/04—Details using electrical heating elements

Definitions

  • the present invention relates to a thermostatic sleeve valve.
  • Thermostatic pinch valves are valves provided with a sleeve, which controls the flow of a fluid through the valve housing and which is controlled in movement by a thermostatic element designed to move and thus mechanically drive the sleeve depending on the temperature to which the thermostatic element is subjected.
  • Thermostatic pinch valves typically equip cooling circuits belonging to large displacement engines, in particular those used in trucks and certain motor vehicles, for which the cooling fluid flow rates necessary for their operation are substantial.
  • the sleeve is a so-called balanced shutter, that is to say a shutter for which the difference in pressures prevailing on either side of the tubular body of the sleeve is substantially zero depending on the direction of movement of the sleeve by the thermostatic element.
  • the sleeve is conventionally used so that one of the two axial ends of its tubular body is pressed axially against an associated seat, fixedly carried by a valve housing, in order to prevent fluid from flowing through. through the housing by crossing this seat, while in order to allow the fluid to cross the fluid and thus flow through the housing, the sleeve is moved under the effect of the deployment of the thermostatic element so as to move this axial end of the sleeve away from the aforementioned seat.
  • the two axial ends of the tubular body of the sleeve are used opposite respective seats, fixedly carried by the housing, in order to regulate two corresponding flows.
  • a thermostatic valve comprising a sleeve which can be driven in translation relative to a valve housing, by a thermostatic element.
  • the sleeve is thus movable in translation with respect to a first seat which is fixed relative to the housing, in order to interrupt/authorize a flow of fluid between the first and second passages of the housing, this first seat being fixedly carried by a lower seat body, belonging to the case.
  • the sleeve is also movable in translation with respect to a second seat which is fixed relative to the housing, in order to interrupt/authorize a flow of fluid between the second passage and a third passage of the housing, this second seat being carried fixedly by a high transverse wall of a hollow body belonging to the housing.
  • This hollow body is fixedly assembled to the seat body.
  • the sleeve is guided in translation by being received in a opening of an intermediate transverse wall belonging to the aforementioned hollow body of the housing, with radial interposition of a sealing lip between the sleeve 90 and the aforementioned opening.
  • the aim of the present invention is to propose a new thermostatic sleeve valve, ensuring improved regulation.
  • the subject of the invention is a thermostatic valve, as defined in claim 1.
  • One of the ideas underlying the invention is to arrange the sleeve in a complementary tubular body, belonging to the housing of the thermostatic valve.
  • this tubular body is provided with one or more orifices passing through it radially from one side to the other, the sleeve makes it possible to open, respectively close, this or these orifices depending on whether, by means of the axial movement of the sleeve under the effect of driven by the thermostatic element, the sleeve leaves these orifices exposed, respectively covered, in a radial direction.
  • valve according to the invention is thus advantageously a three-way valve, as detailed below.
  • tubular body of the thermostatic valve housing according to the invention is advantageously used to improve certain structural and/or functional aspects of the thermostatic valve, as explained in more detail below.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a thermostatic valve according to the invention, shown in half-section;
  • FIG. 2 is an elevation view, according to arrow II of Figure 1, of only part of the thermostatic valve
  • FIGS. 3 and 4 are views similar to Figure 2, illustrating the thermostatic valve in two different respective operating states, other than the operating state illustrated in Figure 2;
  • FIGS. 5 and 6 are views respectively similar to Figures 2 and 4, illustrating a second embodiment of a thermostatic valve according to the invention
  • - Figure 7 is a view similar to Figure 2, illustrating a third embodiment of a thermostatic valve according to the invention
  • FIG. 8 is a view similar to Figure 1, illustrating a fourth embodiment of a thermostatic valve according to the invention.
  • FIG. 12 is a fourth view similar to Figures 9 to 1 1, but illustrating an operating state of the valve different from those respectively illustrated by Figures 9 to 11.
  • thermostatic valve 1 makes it possible to regulate the circulation of a fluid.
  • This fluid is in particular a cooling fluid whose nature is not restrictive.
  • the thermostatic valve 1 belongs for example to a cooling circuit of an engine, such as a heat engine of a vehicle, or to an oil circuit of a gearbox, etc.
  • the thermostatic valve 1 is a so-called three-way valve which is divided into two input channels, which are denoted V1 and V2 in the figures and through which fluid enters the thermostatic valve 1, and an outlet path, which is denoted V3 and through which fluid exits the thermostatic valve 1.
  • the fluid leaving the thermostatic valve 1 is sucked in, via the outlet path V3, by a pump of the cooling circuit to which the thermostatic valve 1 belongs, before being discharged by this pump to a member to be cooled, typically a engine.
  • the fluid coming from this member to be cooled is returned by the cooling circuit to the thermostatic valve 1 either directly, via the inlet path V2, or by first passing through a heat exchanger, typically a radiator, before be sent to thermostatic valve 1 via input port V1.
  • a heat exchanger typically a radiator
  • the input route V2 forms, with respect to the aforementioned heat exchanger, a bypass for the fluid, this entry route V2 being able to be typically described as a bypass route.
  • the example of application envisaged above is not limiting in the sense that the thermostatic valve 1 can be used in other application contexts, depending on whether each of the channels V1, V2 and V3 is a channel inlet or an outlet port with respect to the thermostatic valve 1.
  • the thermostatic valve 1 comprises a housing 10, a thermostatic element 20, a valve 30 and a sleeve 40.
  • the thermostatic valve 1 defines a geometric axis XX, around which and along of which the components of the thermostatic valve are arranged, as detailed below.
  • the box 10 channels the fluid flows through the thermostatic valve
  • the housing 10 mainly comprises a seat body 11, a tubular body 12 and a cover 13, which are fixedly assembled to each other by any suitable means.
  • the seat body 11 comprises two main walls 11.1 and 11.2, which each have a generally annular shape, centered on the axis XX. These main walls
  • I I .1 and 11.2 are located at different respective levels along the axis X-X, being connected to each other by arms 11.3 of the seat body 11. These arms 11.3 extend in length in a generally parallel manner to the X-X axis and are distributed around this axis, providing between them, in a direction peripheral to the X-X axis, large through openings.
  • the main wall 1 1.1 fixedly carries two distinct seats, which are both centered on the axis X-X, namely a valve seat 1 1.5, which is designed to cooperate with the valve 30, as detailed by the following, and a sleeve seat 1 1.6, which is intended to cooperate with the sleeve 40, as explained in more detail later.
  • the valve seat 11.5 is advantageously inscribed inside the sleeve seat 11.6; in other words, the diameter of the sleeve seat 11.6 is larger than the diameter of the valve seat 11.5.
  • valve seat 11.5 is arranged on the inner periphery of the main wall 11.1, while the sleeve seat 11.6 is arranged on the face of the main wall 11.1, turned axially towards the main part 1 1 .2.
  • valve seat 11.5 and the sleeve seat 11.6 are possible for the valve seat 11.5 and the sleeve seat 11.6.
  • the valve seat 1 1 .5 is formed directly by the material constituting the main wall 1 1 .2, in the form of a frustoconical surface, centered on the axis XX and diverging towards the main wall 1 1 .2;
  • the sleeve seat 11.6 is, for its part, formed of a flexible lining which is fixedly attached to the main wall 11.1, in the form of a flat surface which is inscribed in a geometric plane perpendicular to the axis XX.
  • the tubular body 12 is centered on the axis XX and extends along this axis from one to the other of its two opposite axial ends 12.1 and 12.2, the axial end 12.1 being turned towards the seat body 11.
  • the tubular body 12 opens into the interior of the seat body 11, here in the interior periphery of the main wall 11.2.
  • the tubular body 12 opens outside the housing 10, and this along the axis XX, here in channel V3.
  • the body tubular 12 has faces which are opposite each other radially to the axis XX, namely an inner face, which is turned towards the axis XX, and an outer face.
  • the inner face of the tubular body 12 includes a cylindrical surface 12.3, which is centered on the axis XX and which extends from the axial end 12.1 towards the axial end 12.2.
  • the tubular body 12 is fixedly attached to the seat body 11, here at the level of the main wall 11.2 of the latter.
  • the axial end 12.1 of the tubular body 12 is received and fixed to the main wall 1 1.2, in particular on the interior periphery of the latter, being for example fitted into a shoulder of this main wall 1 1 .2.
  • the housing 10 is advantageously equipped with a sealing lip 14 made of a flexible material, such as PTFE.
  • This sealing lip 14 is held in place by pinching directly between the seat body 11 and the tubular body 12, more precisely here between the main wall 11.2 of the seat body 11 and the axial end 12.1 of the tubular body 12.
  • the tubular body 12 is provided with through holes 12.4, which connect the interior and exterior faces of the tubular body 12 to each other in a direction radial to the axis XX.
  • These orifices 12.4 are located in a current part of the tubular body 12, that is to say a part of the latter, located axially between the axial ends 12.1 and 12.2, without the orifices 12.4 opening onto the latter.
  • the orifices 12.4 open onto the cylindrical surface 12.3.
  • the orifices 12.4 open outside the housing 10, here in channel V2.
  • each of the orifices 12.4 has a profile which is stepped in the direction of the axis XX, in the sense that the extent, in a direction peripheral to the axis XX, of these orifices 12.4 is not constant along the axis X-X, being notably less in the axial part of the orifices 12.4, turned towards the axial end
  • the orifices 12.4 have profiles other than the aforementioned envisaged profile, for example a rectangular profile.
  • the cover 13 includes a bell 13.1 which is substantially centered on the axis XX. At its base, the bell 13.1 is fixed to the seat body 1 1, here at the level of the main wall
  • the cover 13 also includes a tube
  • tubing 13.2 which connects the interior of the bell 13.1 to the exterior of the housing 10.
  • the tubing 13.2 opens inside the bell 13.1 in a direction transverse, or even radial to the axis XX; opposite bell 13.1, tube 13.2 opens into channel V1.
  • these components of the housing 10 jointly delimit two chambers inside the housing 10, namely a chamber C1, which is here essentially formed by a free volume which is provided between the bell 13.1 and the seat body 1 1, and a chamber C2, which is here essentially formed by, at the same time, an internal free volume of the seat body 1 1 and an internal free volume of the body tubular 12.
  • the chambers C1 and C2 can be directly connected to each other inside the housing 10 so that the fluid to be regulated by the thermostatic valve 1 can flow inside the housing 10, this connection between the chambers C1 and C2 being controlled by the valve 30 and the sleeve 40, as explained in more detail later.
  • the valve seat 1 1.5 and the sleeve seat 1 1.6 are each located at the connection junction between the chambers C1 and C2.
  • the chamber C1 can be connected to the outside of the housing 10 directly, that is to say without passing through the chamber C2, to allow the fluid to enter the housing 10 and/or to leave the housing 10. via chamber C1; here, the chamber C1 can thus be connected directly to the outside of the housing 10 via the tubing 13.2 of the cover 13, which, in the example of application defined above, allows the fluid from channel V1 to enter the inside the housing 10 via the chamber C1.
  • the chamber C2 can be connected to the exterior of the housing 10 directly, that is to say without passing through the chamber C1, to allow the fluid to enter the housing 10 and/or to leave the housing 10 via chamber C2; here, the chamber C2 can thus be connected directly to the outside of the housing 10 via, on the one hand, the orifices 12.4 of the tubular body 12 and, on the other hand, the axial end 12.2 of the tubular body 12, which, in the aforementioned application example, allows the fluid from channel V2 to enter inside the housing 10 via the chamber C2 and also allows the fluid from the channel V3 to exit the housing 10 via the chamber C2.
  • the housing 10 is provided with a deflector 15, here fixedly carried by the seat body 11.
  • This deflector 15 extends axially projecting from the face of the main wall 11.1, turned axially to the opposite the main wall 1 1.2, and runs over only part of the inner periphery of the main wall 1 1.1, namely the part farthest from the tubing 13.2, as clearly visible in Figure 1.
  • the deflector 15 thus surrounds the outlet of the valve seat 1 1.5 in the chamber C1, and this only on a peripheral portion of this outlet, namely that farthest from the tubing 13.2, so as to break the flow of fluid shaving the valve seat 11.5 transversely to the axis XX.
  • the thermostatic element 20 In the assembled state of the thermostatic valve 1, the thermostatic element 20 is centered on the axis XX.
  • This thermostatic element 20 includes a body 21, which is substantially centered on the axis XX and which contains a thermoexpandable material 22, such as a wax.
  • the body 21 is essentially arranged in the chamber C2.
  • the thermostatic element 20 also comprises a piston 23, the central longitudinal geometric axis of which is aligned with the axis XX and a terminal axial part of which is received in the body 21, being immersed there in the thermoexpandable material 22.
  • the body 21 and the piston 23 are movable relative to each other in translation along the axis XX, so that, under the effect of an expansion of the thermoexpandable material 22, the piston 23 deviates of the body 21 by deploying outside the latter, while, during a contraction of the thermoexpandable material 22, the piston 23 is retractable inside the body 21.
  • the piston 23 is fixedly linked to the housing 10, and this by any appropriate means. More precisely, the end part of this piston 23, opposite that immersed in the body 21, is fixedly linked to a region of the housing 10, arranged across the axis X-X, this region belonging here to the cover 13, in particular the part summit of bell 13.1 of the latter.
  • the piston 23 thus extends here, from the cover 13 of the housing 10, both in the chamber C1 and in the chamber C2.
  • this fixed connection means can be either a means of axial support, either a removable fixing means, such as a clipping means or a sliding fitting means, or a permanent securing means, such as a force fitting means, an overmolding means or a mechanical holding system.
  • a removable fixing means such as a clipping means or a sliding fitting means
  • a permanent securing means such as a force fitting means, an overmolding means or a mechanical holding system.
  • the thermostatic element 20 integrates an electrical heating resistance 24 which is arranged inside the piston 23 in order to heat the thermoexpandable material 22.
  • the piston 23 is made, at least as regards its end part immersed in the body 21, in a thermally conductive material, typically metal.
  • the electrical heating resistance 24 is supplied with electricity from outside the housing 10 by a current source, external to the thermostatic valve 1, the electric heating resistance 24 being connected to the latter by electrical conductors 25.
  • the embodiment of the electrical conductors 25 is not limiting.
  • these electrical conductors 25 extend from the electrical heating resistance 24 to the exterior of the housing 10, passing through the fixed connection means between the piston 23 and the housing 10 and passing through, in a sealed manner, a wall of the housing 10, here the wall of the bell 13.1 of the cover 13, until reaching a connection base 16, with which the housing 10 is provided externally, here the cover 13 of the latter , and which allows you to connect the aforementioned current source.
  • valve 30 is centered on the axis X-X and is movable along the axis X-X relative to the housing 10 so as to control a flow of fluid between the chamber C1 and the chamber C2 . More precisely, the valve 30 is movable axially with respect to the valve seat 1 1.5, thus being movable between:
  • valve 30 in open configuration is located, along the axis X-X, substantially at the same level as the main wall 11.1 of the seat body 11, here being received in the periphery interior of this main wall 1 1.1; the valve 30 in open configuration is arranged in the chamber C2.
  • the valve 30 allows at least part of the fluid entering the chamber C1 from the path V1 to pass into the chamber C2, by passing through the valve seat 11.5, when the valve 30 is in position. open configuration. When the valve 30 is in the closed configuration, this valve prevents the fluid entering the chamber C1 from the channel V1 from reaching the chamber C2.
  • the latter is linked to the body 21 of the thermostatic element 20 so that the axial movement of the body 21 relative to the housing 10, resulting from the expansion of the thermoexpandable material 22, causes a corresponding movement of the valve 30 so as to move the latter from the closed configuration to the open configuration.
  • the body 21 of the thermostatic element 20 drives the valve 30 along the axis XX relative to the housing 10 from the closed configuration to the open configuration, in particular from a closed position of Figures 1 and 2, which is occupied by the valve 30 in closed configuration, to an open position of Figure 4 where the valve 30 is in open configuration, passing through a predetermined intermediate position of Figure 3 where the valve 30 is also in open configuration, it being noted that details relating to this intermediate position of Figure 3 will be given later.
  • valve 30 is fixedly linked to the body 21 of the thermostatic element 20.
  • the valve 30 comprises, in the central region relative to the axis X-X, an armature 31 which is designed to be rigid, typically being made of metal.
  • this armature 31 is similar to a ring, without however this embodiment being limiting.
  • the valve 30 also includes, but in a peripheral region with respect to the axis
  • the seal 32 is arranged on the outer periphery of the reinforcement 31, that is to say the periphery of the latter, turned radially opposite the axis XX.
  • the seal 32 is for example overmolded on the central frame 31.
  • the seal 32 constitutes the part of the valve 30, which cooperates by axial support with the valve seat 1 1.5 in order to control the flow of the fluid between the chambers C1 and C2 by crossing the seat of the valve 11.5, while the
  • the armature 31 constitutes the part of the valve 30, which cooperates with the body 21 of the thermostatic element 20 for the purpose of connecting the valve to this body 21.
  • the armature 31 is for example fitted tightly around the body 21 of the thermostatic element 20, fixing the valve 30 to this body 21.
  • the sleeve 40 is centered on the axis X-X and is movable along this axis relative to the housing 10 so as to control, at the same time, a flow of fluid between the chamber C1 and the chamber C2, which is different from the flow of fluid controlled by the valve 30, and a flow of fluid between the chamber C2 and the exterior of the housing 10 via the orifices 12.4 of the housing 10.
  • the sleeve 40 is movable axially with respect to the seat of the sleeve 1 1.6, thus being movable between:
  • the sleeve 40 leaves the orifices 12.4 uncovered so as to let the fluid flow radially to the axis X-X between the chamber C2 and the exterior of the housing 10 via the orifices 12.4, and
  • the sleeve 40 covers, in a direction substantially radial to the axis X-X, the orifices 12.4 so as to prevent the fluid from flowing radially to the axis X-X between the chamber C2 and the exterior of the housing 10 via holes 12.4.
  • the sleeve 40 is arranged in the chamber C2, in particular at the junction between the latter and the chamber C1 when the sleeve 40 is in the first configuration.
  • the sealing lip 14 surrounds the sleeve 40 externally, being applied against the exterior face of the latter, to prevent the fluid from circulating through the exterior of the sleeve 40 between the chambers C1 and C2 whatever the position. of the sleeve along the X-X axis between the first and second configurations.
  • the sleeve 40 when the sleeve 40 is in the second configuration, the sleeve 40 lets pass into the chamber C2 a part of the fluid entering the chamber C1 from the channel V1, in addition to the part of this fluid, which the valve 30 allows to pass into the chamber C2 in the open configuration, while, at the same time, the sleeve 40 prevents the fluid from the channel V2 from entering radially at the axis X-X into the chamber C2 via the orifices 12.4.
  • the sleeve 40 When the sleeve 40 is in the first configuration, the sleeve 40 prevents the fluid entering the chamber C1 from the path V1 from reaching the chamber C2 by crossing the sleeve seat 11.6, while, at the same time, the sleeve 40 lets the fluid from channel V2 enter radially to the X-X axis into the chamber C2, via the orifices 12.4.
  • the sleeve 40 is linked to the valve 30 so that the axial movement of the valve 30 relative to the housing 10, resulting from the expansion of the thermoexpandable material 22, causes (i) the sleeve to remain in position 40 in its first configuration relative to the housing 10 as long as the valve 30 is between the closed position of Figure 1, corresponding to its closed configuration, and the aforementioned intermediate position of Figure 3, then (ii) a corresponding movement of the sleeve 40 so as to pass the latter from its first configuration to its second configuration when the valve 30 in open configuration is driven by the thermostatic element 20 from the aforementioned intermediate position of the valve to the open position of the latter illustrated in Figure 4.
  • the sleeve 40 and the valve 30 are linked to each other so that during the expansion of the thermoexpandable material 22:
  • valve 30 drives the sleeve 40 along the axis X-X relative to the housing 10 from the first to the second configuration of the sleeve.
  • the sleeve 40 is assembled to the valve 30:
  • the sleeve 40 comprises, in the central region with respect to the axis
  • the sleeve 40 also comprises, but in a peripheral region relative to the axis X-X, a cylindrical skirt 42, which is centered on the axis last, by arms 43 of the sleeve 40, which extend transversely to the axis X-X.
  • the cylindrical skirt 42 constitutes the part of the sleeve 40, which cooperates with the housing 10 in order to control the fluid flows mentioned above: more precisely, one of the two axial ends of the cylindrical skirt 42 cooperates by axial support with the sleeve seat 11.6 in order to control the flow of fluid between the chambers C1 and C2, by crossing the sleeve seat 11.6 while a current part of the cylindrical skirt 42 cooperates by radial overlap with the orifices 12.4 in order to control the flow of fluid radially to the axis X-X between the chamber C2 and the exterior of the housing 10 via the orifices 12.4.
  • the frame 41 constitutes the part of the sleeve 40, which cooperates with the valve 30 for the purposes of the mechanical connection between the valve 30 and the sleeve 40.
  • the frame 41 is mounted around the frame 30 of the valve 30 of way to:
  • the thermostatic valve 1 comprises two return springs 50 and 60, which are respectively associated with the valve 30 and the sleeve 40 and which, within the thermostatic valve 1, are provided compressed in the axis XX.
  • the return spring 50 is functionally interposed between the housing 10 and the valve 30 so as to drive the valve from the open configuration to the closed configuration during contraction of the thermoexpandable material 22.
  • the return spring 60 is functionally interposed between the housing 10 and the sleeve 40 so as to drive the sleeve 40 from the second to the first configuration during contraction of the thermoexpandable material.
  • the interposition of spring 50 between housing 10 and valve 30 can be direct or indirect.
  • the interposition of the return spring 60 between the housing 10 and the sleeve 40 can be direct or indirect.
  • the thermostatic valve 1 comprises a single support bracket 70 which is dedicated to transmitting to the housing 10 the forces generated by the return springs 50 and 60
  • This support bracket 70 which constitutes a separate part of the housing 10, is fixedly attached to the housing 10, here to the seat body 11, in particular to its main wall 11.1.
  • the support stirrup 70 extends generally parallel to the axis X-X from the housing 10, in particular the main wall 11.1 of its seat body 11, inside the sleeve 40, up to an axial end of the support bracket 70, against which respective end turns of the return springs 50 and 60 are supported axially.
  • thermostatic valve 1 The operation of the thermostatic valve 1 will now be described with reference to Figures 2 to 4, in the context of the example of application of this thermostatic valve, mentioned above.
  • the fluid entering the chamber C1 via route V1 is prevented from passing through the valve seat 1 1.5 by the valve 30 in closed configuration and is prevented from passing through the valve seat 1 1.5.
  • sleeve 1 1.6 by the sleeve 40 in the first configuration this fluid therefore does not reach the chamber C2 from the chamber C1.
  • the fluid supplying the orifices 12.4 from the outside of the housing 10 via the route V2 enters radially at the axis XX into the chamber C2 via the orifices 12.4 which are left uncovered by the sleeve 40 in the first configuration. From the chamber C2, the fluid leaves the housing 10 via the axial end 12.2 of the tubular body 12, thus flowing into the channel V3.
  • thermoexpandable material 22 expands, the thermostatic valve 1 passes from the operating state of Figure 2 to the operating state of Figure 3 then, if the expansion of the expandable material 22 continues, to the state of operation in Figure 4.
  • the expansion of the thermoexpandable material 2 results from an increase in the temperature of the fluid in the chamber C2 and/or an activation of the electrical heating resistance 24.
  • the body 21 of the thermostatic element 20 deviates axially from the piston 23 fixedly retained relative to the housing 10.
  • the body 21 of the thermostatic element 20 correspondingly drives the valve 30 along the axis open configuration, until the valve 30 occupies the intermediate position of Figure 3.
  • the deflector 15 advantageously makes it possible to break the fluid flows grazing the valve seat 1 1.5 transversely to the axis X-X, in order to limit the phenomena cavitation or Venturi effect.
  • the sleeve 40 remains in its first configuration since the sleeve 40 is not driven by the valve 30, which in particular slides freely along the axis XX relative to the sleeve 40, so that the sleeve 40 remains stationary relative to the housing 10.
  • the fluid supplying the orifices 12.4 from outside the housing 10 via route V2 continues to enter inside the chamber C2 via its orifices 12.4. From chamber C2, the fluid continues to leave housing 10 by joining channel V3. Return spring 50 collapses, but return spring 60 does not.
  • the body 21 of the thermostatic element 20 drives the valve 30 in the open configuration according to the axis X- the second configuration of this sleeve, in particular by axial support of the frame 31 against the frame 41.
  • the fluid entering the chamber C1 from the path V1 is no longer prevented from passing through the sleeve seat 11.6 by the sleeve 40: on the contrary, this fluid passes from chamber C1 to chamber C2 in passing through the sleeve seat 11.6, while continuing to pass through the valve seat 11.5 due to the open configuration of the valve 30.
  • the fluid supplying the orifices 12.4 from outside the housing 10 via route V2 is prevented from entering radially at the axis XX in the chamber C2 by the sleeve 40 which covers, radially the axis XX, the orifices 12.4.
  • the fluid present in the chamber C2 in the operating state in Figure 4 consists exclusively of the fluid coming from channel V1, except for leaks. Return springs 50 and 60 collapse.
  • the admission into the chamber C2 of the fluid from the chamber C1 is progressive during the expansion of the thermoexpandable material 22, in the sense that, initially, that is to say i.e. when passing from the operating state of Figure 2 to that of Figure 3, the quantity of fluid reaching the chamber C2 from the chamber C1 is not zero, but limited due to the reduced flow section between the valve seat 11.5 and the valve 30 in the open configuration, this flow section being in particular much smaller than that between the sleeve seat 1 1.6 and the sleeve 40 in the second configuration of the latter.
  • a second step that is to say during the transition from the operating state of Figure 3 to that of Figure 4, the fluid flows from chamber C1 to chamber C2 in a much greater quantity , due to the substantial flow section between the sleeve seat 1 1.6 and the sleeve 40 in the second configuration of the latter.
  • the advantages of such a progressive admission of the fluid from the chamber C1 to the chamber C2 are numerous, in particular in connection with the regulation carried out by the thermostatic element 20: this prevents the thermostatic element 20 from being suddenly subjected to sudden changes in temperature of the fluid in which his body bathes 21; this also allows the fluid passing through the valve seat 11.5 to flow rather along the body 21 of the thermostatic element, which thermally sensitizes the latter effectively.
  • this progressiveness of the admission of the fluid from the chamber C1 into the chamber C2 is adaptable by varying the respective sizes of the passage sections associated respectively with the valve seat 11.5 and the sleeve seat 11.6, in particular in playing on the respective diameters of the valve seat 11.5 and the sleeve seat 11.6. It is also possible to adjust the axial travel of the valve 30 to move from its closed configuration to the intermediate position of its open configuration, as well as on the rolling characteristics between the valve seat 11.5 and the valve 30, in particular in link with the structural and geometric specificities of the valve seat 1 1.5 and/or the valve 30.
  • thermoexpandable material 22 contracts and, under the effect of decompression of the return springs 50 and 60, the sleeve 40 passes from its second configuration to its first configuration, by gradually uncovering the orifices 12.4, while gradually approaching the sleeve seat 1 1.6, while the valve 30 remains in the open configuration, while gradually approaching the valve seat 1 1.5, until returning to the position aforementioned intermediate where the sleeve 40 reaches its first configuration.
  • thermoexpandable material 22 continues to retract, the sleeve 40 remains immobile in its first configuration, while, under the effect of decompression of the return spring 50, the valve 30 moves from its open configuration, more precisely from its intermediate position aforementioned, in its closed configuration.
  • thermostatic valve 1 in the form of a thermostatic valve 101.
  • the thermostatic valve 101 is functionally similar to the thermostatic valve 1 in the sense that the thermostatic valve 101 comprises a housing 110, a thermostatic element 120, a valve 130, a sleeve 140, return springs 150 and 160, and a bracket support 170, which are respectively functionally, or even structurally, similar to the housing 10, the thermostatic element 20, the valve 30, the sleeve 40, the return springs 50 and 60, and the support bracket 70 of the thermostatic valve 1.
  • the housing 110 comprises in particular a seat body 111 and a tubular body 112, which are respectively similar to the seat body 11 and the tubular body 12.
  • the tubular body 112 is provided with orifices 112.4, which are similar to the orifices 12.4 and which, on the interior face of the tubular body 1 12, open onto a cylindrical surface 1 12.3 similar to the cylindrical surface 12.3.
  • the sleeve 140 includes a cylindrical skirt 142 similar to the cylindrical skirt 42.
  • the thermostatic valve 101 is distinguished from the thermostatic valve 1 by the fact that, unlike the thermostatic valve 1, the thermostatic valve 101 does not provide that its sleeve 140 does not interfere axially with its housing 110 whatever whatever the position of the sleeve 140 in its second configuration along the axis XX.
  • the housing 110 fixedly carries a sleeve seat 112.5 which , here, is advantageously carried by the tubular body 112, in particular on the interior periphery of this tubular body.
  • the sleeve seat 112.5 is substantially aligned, in the direction of the axis XX, with the sleeve seat 111.6.
  • the sleeve 140 is moved away from the sleeve seat 1 12.5.
  • the sleeve 140 in the second configuration is driven along the axis XX relative to the housing 110 by the valve 130, until it is pressed axially against the sleeve seat 112.5 so as to prevent the fluid to flow between the chamber C2 and the orifices 112.4 passing through this sleeve seat 1 12.5, as illustrated in Figure 6.
  • the axial support of the sleeve 140 against the sleeve seat 112.5 substantially limits the fluidic communication between the chamber C2 and the cylindrical interface between the face exterior of the cylindrical skirt 142 of the sleeve 140 and the cylindrical surface 1 12.3 of the interior face of the tubular body 112.
  • the fluid supplying the orifices 112.4 from the The exterior of the housing 110 via path V2 is prevented, when the sleeve 140 is in its second configuration, from flowing via the aforementioned cylindrical interface to the interior of the chamber C2, by being stopped at the level of the seat sleeve 1 12.5 against which the sleeve 140 is supported axially.
  • the presence of the sleeve seat 112.5 makes the assembly of the thermostatic valve 101 a little more complex than that of the thermostatic valve 1.
  • the tubular body 112 is not attached and fixed to the remains of the housing 110 only after installation of the sleeve 140 within the thermostatic valve 101.
  • the thermostatic valve 101 then advantageously comprises an assembly ring 117, which, even before the installation of the tubular body 112, clamps against the seat body 111 a sealing lip 114 similar to the sealing lip 14, and which, in the assembled state of the thermostatic valve 101, is held in place by the tubular body 112.
  • thermostatic valve 201 is functionally similar to the thermostatic valve 101, in the sense that this thermostatic valve 201 comprises a housing 210, a thermostatic element 220, a valve 230, a sleeve 240 and return springs 250 and 260, which are respectively similar functionally, or even structurally, to the housing 110, to the thermostatic element 120, to the valve 130, to the sleeve 140, and to the return springs 150 and 160.
  • the housing 210 comprises a seat body 21 1 and a tubular body 212, which are respectively similar to the seat body 11 1 and to the tubular body 112.
  • the body tubular 112 is provided with holes 212.4 and a sleeve seat 212.5, which are respectively similar to the holes 12.4 and the sleeve seat 112.5.
  • the thermostatic valve 201 differs from the thermostatic valve 101 in that it does not have a support bracket similar to the support bracket 170.
  • the return springs 260 and 250 do not support therefore not against such a support stirrup, but against a support part 212.6 which is integrated into the housing 210, in particular into the tubular body 212.
  • the support part 212.6 extends transversely to the axis XX, forming an axial support for the return springs 250 and 260, and is arranged entirely outside the sleeve 240, in particular being located on the axial side of the sleeve seat 212.5, facing away from the seat body 211.
  • the support part 212.6 is advantageously made integrally with the rest of the tubular body 212, which proves to be particularly practical and economical.
  • FIGS 8 to 12 show an alternative embodiment to thermostatic valves 1, 101 and 201, in the form of a thermostatic valve 301.
  • the thermostatic valve 301 is functionally similar to the thermostatic valve 201, in the sense that the thermostatic valve 301 comprises a housing 310, a thermostatic element 320, a valve 330, a sleeve 340, and return springs 350 and 360, which are respectively similar, functionally or even structurally, to the housing 210, to the thermostatic element 220, to the valve 230, to the sleeve 240, and to the return springs 250 and 260.
  • the housing 310 comprises a seat body 311 and a body tubular 312, which are respectively similar to the seat body 211 and the tubular body 212.
  • the tubular body 312 is provided with holes 312.4, a sleeve seat 312.5 and a support part 312.6, which are respectively similar to the holes 212.4, to the sleeve seat 212.5 and to the support part 212.6.
  • 320 includes a body 321 and a piston 323, which are respectively similar to the body 21 and the piston 23 of the thermostatic element 20.
  • thermostatic valve 301 is distinguished from the thermostatic valve 201 by an additional arrangement, namely an overtravel system 380 which, during the expansion of the thermoexpandable material of the thermostatic element 320, allows the body
  • the overtravel system 380 comprises an overtravel spring 381 which is associated with dedicated arrangements of the sleeve 340.
  • the sleeve 340 thus comprises a frame 341, a cylindrical skirt 342 and arms 343, which are respectively functionally similar to the frame 41, to the cylindrical skirt 42 and to the arms 43 of the sleeve 40, but which are structurally distinguished by the fact that: - the arms 343 connect the frame 341 and the cylindrical skirt 342 at the level of the axial end of the latter, which cooperates by axial support with the sleeve seat 312.5 when the sleeve is in its second configuration, and
  • the frame 341 includes a first part 341.1, which is fixedly linked to the cylindrical skirt 342 by the arms 343, and a second part 341.2, which is movable along the axis XX relative to the first part 341.1 , being linked to the latter by the overtravel spring 381 so that, as long as the sleeve 340 is not pressed axially against the sleeve seat 312.5, the first part 341.1 and the second part 341.2 of the frame 341 are kinematically linked to each other, as in Figures 8 to 11, while, when the sleeve 340 is pressed axially against the sleeve seat 312.5, the second part 341.2 is freely movable along the axis XX relative to the first part 341.1 of the frame 341, as in Figure 12.
  • the overtravel spring 381 has a much greater stiffness than the return spring 360 and is interposed axially between the first part 341.1 and the second part 341.2 of the frame 341 while the return spring 360 is interposed axially between the second part 341.2 of the armature 341 and the support part 312.6 of the housing 310.
  • the valve 330 includes an armature 331, which is similar to the armature 31 of the valve 30 and around which the second part 341.2 of the frame 341 is mounted in a manner similar to the mounting of the frame 41 of the sleeve 40 around the frame 31 of the valve 30.
  • valve 330 passes from its closed configuration of Figures 8 and 9 to the intermediate position of its open configuration of Figure 10 by means of the driving of the valve 330 by the thermostatic element 320 and the free axial sliding of its armature 331 relative to to the second part 341.2 of the frame 341 of the sleeve 340 which remains immobile in its first configuration.
  • the sleeve 340 passes from its first configuration of Figure 10 to its second configuration of Figure 11, by means of the axial support of the frame 331 of the valve 330 driven by the thermostatic element 320 against the second part 341.2 of the armature 341 of the sleeve 340 and the kinematic connection between the first part 341.1 and the second part 341.2 of the armature 341 by the overtravel spring 381.
  • the sleeve 340 is immobilized relative to the housing 310 due to its axial support against the sleeve seat 312.5, apart from the second part 341.2 of its frame 341, this part 341.2 being, together with the valve 330, driven axially by the thermostatic element 320, by crushing the overtravel spring 381, as illustrated in Figure 12. It is understood that the support part 312.6 of the housing 310 facilitates the integration of the overtravel system 380 with the valve 301.
  • the embodiment of the overtravel system 380 illustrated in Figures 8 to 12, is not limiting, multiple other embodiments being possible for the overtravel system 380, including in the absence of a support part similar to the support part 312.6, for the benefit of a support stirrup similar to the support stirrup 70 or 170.
  • thermostatic valves 1, 101, 201 and 301 Various arrangements and variants of the thermostatic valves 1, 101, 201 and 301 described so far are possible. As examples:
  • the thermostatic element is controlled in expansion only by the heat of the fluid in which its body bathes;
  • the geometry of the housing 10, 110, 210 or 310 can be modified compared to that envisaged in the figures, in particular to adapt to the environment in which the thermostatic valve 1, 101, 201, 301 and/or is installed to facilitate manufacturing and/or to adapt to other directions of fluid flow in the thermostatic valve with respect to channels V1, V2 and V3; and or
  • the thermostatic element 20, 120, 220 or 320 can be functionally linked to the rest of the thermostatic valve 1, 101, 201, 301 in a manner opposite to that considered in the figures; in other words, in this case, it is the body of the thermostatic element which is fixedly connected to the housing 10, 110, 210, 310, while the piston of the thermostatic element drives the valve 30, 130, 230, 330 and the sleeve 40, 140, 240, 340.
  • the thermostatic valve 1, 101, 201 or 301 is devoid of the valve 30, 130, 230, 330 and, more generally, of any arrangement allowing progressive admission of the flow of fluid between the chambers C1 and C2 by means of the use of such a valve for, after this valve has been driven by the thermostatic element in a first step, to transmit to the sleeve a driving effect from the thermostatic element in a second step.
  • the sleeve is driven directly by the thermostatic element.

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Abstract

Cette vanne (1) comporte un élément thermostatique (20) à matière thermodilatable (22), incluant une partie fixe (23), liée fixement à un boîtier (10), et une partie mobile (21), déplaçable selon un axe (X-X). Un manchon (40) est déplaçable selon l'axe pour passer entre une première configuration, où le manchon est appuyé contre un siège de manchon pour empêcher le fluide de s'écouler entre deux chambres (C1, C2) du boîtier, et une seconde configuration, où le manchon est écarté du siège de manchon, ce manchon étant lié à la partie mobile aux fins de son entrainement. Le boîtier comporte un corps de siège (11), portant fixement le siège de manchon, et un corps tubulaire (12), qui est assemblé fixement au corps de siège, en étant centré sur l'axe, et à l'intérieur duquel le manchon est reçu de manière coaxiale et complémentaire et est déplaçable selon l'axe. Ce corps tubulaire est pourvu d'au moins un orifice (12.4), qui est traversant, en reliant l'une à l'autre des faces intérieure et extérieure du corps tubulaire suivant une direction radiale à l'axe, et qui relie l'une des chambres et l'extérieur du boîtier suivant une direction radiale à l'axe, en étant laissé découvert par le manchon dans la première configuration et étant recouvert, suivant la direction radiale à l'axe, par le manchon dans la seconde configuration.

Description

Vanne thermostatique à manchon
La présente invention concerne une vanne thermostatique à manchon.
Les vannes thermostatiques à manchon sont des vannes pourvues d’un manchon, qui commande l’écoulement d’un fluide à travers le boitier de la vanne et qui est commandé en déplacement par un élément thermostatique conçu pour se déplacer et ainsi entrainer mécaniquement le manchon en fonction de la température à laquelle l’élément thermostatique est soumis. Les vannes thermostatiques à manchon équipent typiquement des circuits de refroidissement appartenant à des motorisations de fortes cylindrées, notamment celles utilisées dans les camions et certains véhicules automobiles, pour lesquels les débits de fluide de refroidissement nécessaires à leur fonctionnement sont substantiels. En effet, le manchon est un obturateur dit équilibré, c’est-à-dire un obturateur pour lequel la différence des pressions régnant de part et d’autre du corps tubulaire du manchon est sensiblement nulle suivant la direction de déplacement du manchon par l’élément thermostatique.
Il en résulte que le manchon est classiquement utilisé de sorte qu’une des deux extrémités axiales de son corps tubulaire est appuyée axialement contre un siège associé, porté fixement par un boîtier de la vanne, afin d’empêcher que du fluide s’écoule à travers le boîtier en franchissant ce siège, tandis qu’afin d’autoriser le fluide à franchir le fluide et à ainsi s’écouler à travers le boîtier, le manchon est déplacé sous l’effet du déploiement de l’élément thermostatique de façon à écarter du siège précité cette extrémité axiale du manchon.
Le cas échéant, les deux extrémités axiales du corps tubulaire du manchon sont utilisées vis-à-vis de sièges respectifs, portés fixement par le boîtier, afin de réguler deux flux correspondants. Par exemple, US 4 055 298 divulgue une vanne thermostatique comprenant un manchon qui est entrainable en translation par rapport à un boitier de la vanne, par un élément thermostatique. Le manchon est ainsi déplaçable en translation vis- à-vis d’un premier siège qui est fixe par rapport au boitier, afin d’interrompre/autoriser un écoulement de fluide entre des premier et second passages du boitier, ce premier siège étant porté fixement par un corps de siège inférieur, appartenant au boitier. Le manchon est également déplaçable en translation vis-à-vis d’un second siège qui est fixe par rapport au boitier, afin d’interrompre/autoriser un écoulement de fluide entre le second passage et un troisième passage du boitier, ce second siège étant porté fixement par une paroi transversale haute d’un corps creux appartenant au boitier. Ce corps creux est assemblé fixement au corps de siège. Le manchon est guidé en translation en étant reçu dans une ouverture d’une paroi transversale intermédiaire appartenant au corps creux précité du boitier, avec interposition radiale d’une lèvre d’étanchéité entre le manchon 90 et l’ouverture précitée.
Le but de la présente invention est de proposer une nouvelle vanne thermostatique à manchon, assurant une régulation améliorée.
A cet effet, l’invention a pour objet une vanne thermostatique, telle que définie à la revendication 1 .
Une des idées à la base de l’invention est d’agencer le manchon dans un corps tubulaire complémentaire, appartenant au boîtier de la vanne thermostatique. En prévoyant que ce corps tubulaire est pourvu d’un ou plusieurs orifices le traversant radialement de part en part, le manchon permet d’ouvrir, respectivement fermer, ce ou ces orifices selon que, moyennant le déplacement axial du manchon sous l’effet d’entraînement par l’élément thermostatique, le manchon laisse découverts, respectivement recouverts, ces orifices suivant une direction radiale. Ainsi, en plus de la régulation d’un écoulement de fluide opérée par appui/écartement axial du manchon vis-à-vis d’un siège associé, porté par une pièce de siège appartenant au boîtier de la vanne thermostatique, une régulation d’un autre écoulement de fluide est opérée par découvrement/recouvrement du ou des orifices du corps tubulaire du boîtier. La vanne conforme à l’invention est ainsi avantageusement une vanne trois voies, comme détaillé par la suite. De plus, le corps tubulaire du boîtier de la vanne thermostatique conforme à l’invention est avantageusement mis à profit pour améliorer certains aspects structurels et/ou fonctionnels de la vanne thermostatique, comme expliqué plus en détail par la suite.
Des caractéristiques additionnelles avantageuses de la vanne thermostatique conforme à l’invention sont spécifiées aux autres revendications.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d’un premier mode de réalisation d’une vanne thermostatique conforme à l’invention, représentée en demie-coupe ;
- la figure 2 est vue en élévation, selon la flèche II de la figure 1 , d’une partie seulement de la vanne thermostatique ;
- les figures 3 et 4 sont des vues similaires à la figure 2, illustrant la vanne thermostatique dans deux états de fonctionnement respectifs différents, autres que l’état de fonctionnement illustré à la figure 2 ;
- les figures 5 et 6 sont des vues respectivement similaires aux figures 2 et 4, illustrant un second mode de réalisation d’une vanne thermostatique conforme à l’invention ; - la figure 7 est une vue similaire à la figure 2, illustrant un troisième mode de réalisation d’une vanne thermostatique conforme à l’invention ;
- la figure 8 est une vue similaire à la figure 1 , illustrant un quatrième mode de réalisation d’une vanne thermostatique conforme à l’invention ;
- les figures 9 à 11 sont des vues respectivement similaires aux figures 2 à 4 pour le quatrième mode de réalisation ; et
- la figure 12 est une quatrième vue similaire aux figures 9 à 1 1 , mais illustrant un état de fonctionnement de la vanne différent de ceux respectivement illustrés par les figures 9 à 11.
Sur les figures 1 à 4 est représentée une vanne thermostatique 1 permettant de réguler la circulation d’un fluide. Ce fluide est notamment un fluide de refroidissement dont la nature n’est pas limitative. La vanne thermostatique 1 appartient par exemple à un circuit de refroidissement d’un moteur, tel qu’un moteur thermique d’un véhicule, ou à un circuit d’huile d’une boite de vitesses, etc.
À titre d’exemple d’application de la vanne thermostatique 1 , qui sera ré-évoqué par la suite, la vanne thermostatique 1 est une vanne dite à trois voies qui sont réparties en deux voies d’entrée, qui sont notées V1 et V2 sur les figures et par lesquelles du fluide entre dans la vanne thermostatique 1 , et une voie de sortie, qui est notée V3 et par laquelle du fluide sort de la vanne thermostatique 1 . Le fluide sortant de la vanne thermostatique 1 est aspiré, via la voie de sortie V3, par une pompe du circuit de refroidissement auquel appartient la vanne thermostatique 1 , avant d’être refoulé par cette pompe jusqu’à un organe à refroidir, typiquement un moteur. Le fluide provenant de cet organe à refroidir est renvoyé par le circuit de refroidissement à la vanne thermostatique 1 soit directement, via la voie d’entrée V2, soit en transitant d’abord par un échangeur de chaleur, typiquement un radiateur, avant d’être envoyé à la vanne thermostatique 1 via la voie d’entrée V1. On comprend que la voie d’entrée V2 forme, vis-à-vis de l’échangeur de chaleur précité, une dérivation pour le fluide, cette voie d’entrée V2 pouvant être typiquement qualifiée de voie de bipasse. Bien entendu, l’exemple d’application envisagé ci-avant n’est pas limitatif dans le sens où la vanne thermostatique 1 est utilisable dans d’autres contextes d’application, selon que chacune des voies V1 , V2 et V3 soit une voie d’entrée ou une voie de sortie vis- à-vis de la vanne thermostatique 1 .
Comme bien visible sur les figures 1 à 4, la vanne thermostatique 1 comporte un boitier 10, un élément thermostatique 20, un clapet 30 et un manchon 40. De plus, la vanne thermostatique 1 définit un axe géométrique X-X, autour duquel et le long duquel les composants de la vanne thermostatique sont agencés, comme détaillé ci-après. Le boitier 10 canalise les écoulements de fluide à travers la vanne thermostatique
I , qui sont régulés par les autres composants de la vanne thermostatique, moyennant la répartition de fluide entre les différentes voies V1 , V2 et V3.
Le boîtier 10 comporte principalement un corps de siège 11 , un corps tubulaire 12 et un capot 13, qui sont assemblés fixement les uns aux autres par tout moyen approprié.
Le corps de siège 1 1 comporte deux parois principales 11.1 et 1 1 .2, qui présentent chacune une forme globalement annulaire, centrée sur l’axe X-X. Ces parois principales
I I .1 et 11.2 sont situées à des niveaux respectifs différents suivant l’axe X-X, en étant reliées l’une à l’autre par des bras 11.3 du corps de siège 11. Ces bras 11.3 s’étendent en longueur de manière globalement parallèle à l’axe X-X et sont répartis autour de cet axe, en ménageant entre eux, suivant une direction périphérique à l’axe X-X, de larges ouvertures traversantes.
La paroi principale 1 1 .1 porte fixement deux sièges distincts, qui sont tous les deux centrés sur l’axe X-X, à savoir un siège de clapet 1 1 .5, qui est prévu pour coopérer avec le clapet 30, comme détaillé par la suite, et un siège de manchon 1 1.6, qui est prévu pour coopérer avec le manchon 40, comme expliqué plus en détail par la suite. En projection orthogonale sur un plan géométrique perpendiculaire à l’axe X-X, le siège de clapet 1 1 .5 est avantageusement inscrit à l’intérieur du siège de manchon 11.6 ; autrement dit, le diamètre du siège de manchon 1 1 .6 est plus grand que le diamètre du siège de clapet 11 .5. Dans la forme de réalisation considérée sur les figures, le siège de clapet 11 .5 est agencé sur la périphérie intérieure de la paroi principale 11.1 , tandis que le siège de manchon 1 1 .6 est agencé sur la face de la paroi principale 11.1 , tournée axialement vers la partie principale 1 1 .2.
En pratique, de multiples formes de réalisation sont envisageables pour le siège de clapet 1 1 .5 et le siège de manchon 11 .6. Dans l’exemple envisagé aux figures, le siège de clapet 1 1 .5 est formé directement par la matière constituant la paroi principale 1 1 .2, sous la forme d’une surface tronconique, centrée sur l’axe X-X et divergente vers la paroi principale 1 1 .2 ; le siège de manchon 11.6 est, quant à lui, formé d’une garniture souple qui est rapportée fixement à la paroi principale 11.1 , sous la forme d’une surface plane qui est inscrite dans un plan géométrique perpendiculaire à l’axe X-X.
Le corps tubulaire 12 est centré sur l’axe X-X et s’étend suivant cet axe de l’une à l’autre de ses deux extrémités axiales opposées 12.1 et 12.2, l’extrémité axiale 12.1 étant tournée vers le corps de siège 11. Au niveau de l’extrémité axiale 12.1 , le corps tubulaire 12 débouche à l’intérieur du corps de siège 11 , ici dans la périphérie intérieure de la paroi principale 11.2. Au niveau de l’extrémité axiale 12.2, le corps tubulaire 12 débouche à l’extérieur du boîtier 10, et ce suivant l’axe X-X, ici dans la voie V3. Par ailleurs, le corps tubulaire 12 présente des faces qui sont opposées l’une à l’autre radialement à l’axe X-X, à savoir une face intérieure, qui est tournée vers l’axe X-X, et une face extérieure. La face intérieure du corps tubulaire 12 inclut une surface cylindrique 12.3, qui est centrée sur l’axe X-X et qui s’étend depuis l’extrémité axiale 12.1 vers l’extrémité axiale 12.2.
Le corps tubulaire 12 est solidarisé fixement au corps de siège 11 , ici au niveau de la paroi principale 11 .2 de ce dernier. A cet effet, dans la forme de réalisation considérée sur les figures 1 à 4, l’extrémité axiale 12.1 du corps tubulaire 12 est reçue et fixée à la paroi principale 1 1 .2, notamment sur la périphérie intérieure de cette dernière, en étant par exemple emmanchée dans un épaulement de cette paroi principale 1 1 .2.
Pour des raisons qui apparaîtront plus loin, le boîtier 10 est avantageusement équipé d’une lèvre d’étanchéité 14 constituée d’un matériau souple, tel que du PTFE. Cette lèvre d’étanchéité 14 est retenue en place par pincement directement entre le corps de siège 11 et le corps tubulaire 12, plus précisément ici entre la paroi principale 1 1 .2 du corps de siège 11 et l’extrémité axiale 12.1 du corps tubulaire 12.
Comme bien visible sur les figures 1 à 3, le corps tubulaire 12 est pourvu d’orifices 12.4 traversants, qui relient l’une à l’autre les faces intérieure et extérieure du corps tubulaire 12 suivant une direction radiale à l’axe X-X. Ces orifices 12.4 sont situés dans une partie courante du corps tubulaire 12, c’est-à-dire une partie de ce dernier, située axialement entre les extrémités axiales 12.1 et 12.2, sans que les orifices 12.4 ne débouchent sur ces dernières. Sur la face intérieure du corps tubulaire 12, les orifices 12.4 débouchent sur la surface cylindrique 12.3. Sur la face extérieure du corps principal 12, les orifices 12.4 débouchent à l’extérieur du boîtier 10, ici dans la voie V2.
En pratique, les spécificités géométriques des orifices 12.4 ne sont pas limitatives. Dans l’exemple envisagé sur les figures, chacun des orifices 12.4 présente un profil qui est étagé suivant la direction de l’axe X-X, dans le sens où l’étendue, suivant une direction périphérique à l’axe X-X, de ces orifices 12.4 n’est pas constante selon l’axe X-X, en étant notamment moindre dans la partie axiale des orifices 12.4, tournée vers l’extrémité axiale
12.2 du corps tubulaire 12, que dans la partie axiale de ces orifices 12.4, tournée vers l’extrémité axiale 12.1. En variante non représentée, les orifices 12.4 présentent d’autres profils que le profil envisagé précité, par exemple un profil rectangulaire.
Le capot 13 comporte une cloche 13.1 qui est sensiblement centrée sur l’axe X-X. A sa base, la cloche 13.1 est fixée au corps de siège 1 1 , ici au niveau de la paroi principale
11 .2 de ce dernier, en recouvrant à distance, aussi bien axialement que radialement, la paroi principale 1 1.1 du corps de siège 1 1. Le capot 13 comporte également une tubulure
13.2 qui relie l’intérieur de la cloche 13.1 à l’extérieur du boîtier 10. Ici, la tubulure 13.2 débouche à l’intérieur de la cloche 13.1 suivant une direction transversale, voire radiale à l’axe X-X ; à l’opposé de la cloche 13.1 , la tubulure 13.2 débouche dans la voie V1.
Quelles que soient les spécificités du corps de siège 11 , du corps tubulaire 12 et du capot 13, ces composants du boîtier 10 délimitent conjointement deux chambres à l’intérieur du boîtier 10, à savoir une chambre C1 , qui est ici formée essentiellement par un volume libre qui est ménagé entre la cloche 13.1 et le corps de siège 1 1 , et une chambre C2, qui est ici formée essentiellement par, à la fois, un volume libre interne du corps de siège 1 1 et un volume libre interne du corps tubulaire 12. Dans tous les cas, les chambres C1 et C2 sont raccordables directement l’une à l’autre à l’intérieur du boîtier 10 pour que le fluide à réguler par la vanne thermostatique 1 puisse s’écouler à l’intérieur du boîtier 10, ce raccordement entre les chambres C1 et C2 étant commandé par le clapet 30 et le manchon 40, comme expliqué plus en détail par la suite. Le siège de clapet 1 1.5 et le siège de manchon 1 1 .6 sont situés chacun à la jonction de raccordement entre les chambres C1 et C2. De plus, la chambre C1 est raccordable à l’extérieur du boîtier 10 directement, c’est-à- dire sans transiter par la chambre C2, pour permettre au fluide d’entrer dans le boîtier 10 et/ou de sortir du boîtier 10 via la chambre C1 ; ici, la chambre C1 est ainsi raccordable directement à l’extérieur du boîtier 10 par la tubulure 13.2 du capot 13, ce qui, dans l’exemple d’application défini plus haut, permet au fluide de la voie V1 d’entrer à l’intérieur du boîtier 10 via la chambre C1. De même, la chambre C2 est raccordable à l’extérieur du boîtier 10 directement, c’est-à-dire sans transiter par la chambre C1 , pour permettre au fluide d’entrer dans le boîtier 10 et/ou de sortir du boîtier 10 via la chambre C2 ; ici, la chambre C2 est ainsi raccordable directement à l’extérieur du boîtier 10 par, d’une part, les orifices 12.4 du corps tubulaire 12 et, d’autre part, l’extrémité axiale 12.2 du corps tubulaire 12, ce qui, dans l’exemple d’application précité, permet au fluide de la voie V2 d’entrer à l’intérieur du boîtier 10 via la chambre C2 et permet également au fluide de la voie V3 de sortir du boîtier 10 via la chambre C2.
Suivant un aménagement optionnel avantageux, le boîtier 10 est pourvu d’un déflecteur 15, ici porté fixement par le corps de siège 11. Ce déflecteur 15 s’étend en saillie axiale de la face de la paroi principale 11.1 , tournée axialement à l’opposé de la paroi principale 1 1.2, et court sur une partie seulement de la périphérie intérieure de la paroi principale 1 1.1 , à savoir la partie la plus éloignée de la tubulure 13.2, comme bien visible sur la figure 1 . Le déflecteur 15 ceinture ainsi le débouché du siège de clapet 1 1 .5 dans la chambre C1 , et ce uniquement sur une portion périphérique de ce débouché, à savoir celle la plus éloignée de la tubulure 13.2, de manière à casser des flux de fluide rasant le siège de clapet 11.5 transversalement à l’axe X-X. On va maintenant décrire plus en détail l’élément thermostatique 20. A l’état assemblé de la vanne thermostatique 1 , l’élément thermostatique 20 est centré sur l’axe X- X. Cet élément thermostatique 20 inclut un corps 21 , qui est sensiblement centré sur l’axe X-X et qui contient une matière thermodilatable 22, telle qu’une cire. Ici, le corps 21 est essentiellement agencé dans la chambre C2. L’élément thermostatique 20 comprend également un piston 23, dont l’axe géométrique longitudinal central est aligné sur l’axe X- X et dont une partie axiale terminale est reçue dans le corps 21 , en y étant plongée dans la matière thermodilatable 22. Le corps 21 et le piston 23 sont déplaçables l’un par rapport à l’autre en translation selon l’axe X-X, de sorte que, sous l’effet d’une dilatation de la matière thermodilatable 22, le piston 23 s’écarte du corps 21 en se déployant à l’extérieur de ce dernier, tandis que, lors d’une contraction de la matière thermodilatable 22, le piston 23 est escamotable à l’intérieur du corps 21 .
A l’état assemblé de la vanne thermostatique 1 , le piston 23 est lié fixement au boitier 10, et ce par tout moyen approprié. Plus précisément, la partie terminale de ce piston 23, opposée à celle plongée dans le corps 21 , est liée fixement à une région du boitier 10, agencée en travers de l’axe X-X, cette région appartenant ici au capot 13, notamment la partie sommitale de la cloche 13.1 de ce dernier. Le piston 23 s’étend ainsi ici, depuis le capot 13 du boitier 10, à la fois dans la chambre C1 et dans la chambre C2. En pratique, diverses formes de réalisation sont envisageables en ce qui concerne le moyen de liaison fixe entre la partie terminale précitée du piston 23 et le boitier 10, ici le capot 13 de ce dernier : ce moyen de liaison fixe peut être soit un moyen d’appui axial, soit un moyen de fixation amovible, tel qu’un moyen de clipsage ou un moyen d’emmanchement glissant, soit un moyen de solidarisation à demeure, tel qu’un moyen d’emmanchement en force, un moyen de surmoulage ou un système mécanique de maintien. Dans tous les cas, on comprend que, lorsque la matière thermodilatable 22 contenue dans le corps 21 se dilate ou se contracte, le piston 23 est maintenu immobile par rapport au boitier 10.
Dans la forme de réalisation considérée sur les figures 1 à 4, l’élément thermostatique 20 intègre une résistance électrique chauffante 24 qui est agencée à l’intérieur du piston 23 afin de chauffer la matière thermodilatable 22. A cette fin, le piston 23 est réalisé, au moins pour ce qui concerne sa partie terminale plongée dans le corps 21 , en un matériau thermiquement conducteur, typiquement en métal. En pratique, diverses formes de réalisation sont envisageables pour ce qui concerne la résistance électrique chauffante 24, cette résistance étant symbolisée, sur la figure 1 , par un trait en zigzag, sans que cette représentation schématique ne soit limitative. Dans tous les cas, la résistance électrique chauffante 24 est alimentée en électricité depuis l’extérieur du boitier 10 par une source de courant, externe à la vanne thermostatique 1 , la résistance électrique chauffante 24 étant reliée à cette dernière par des conducteurs électriques 25. Là encore, la forme de réalisation des conducteurs électriques 25 n’est pas limitative. Quelle que soit leur forme de réalisation, ces conducteurs électriques 25, s’étendent, depuis la résistance électrique chauffante 24, jusqu’à l’extérieur du boitier 10, en passant par le moyen de liaison fixe entre le piston 23 et le boitier 10 et en traversant, de manière étanche, une paroi du boitier 10, ici la paroi de la cloche 13.1 du capot 13, jusqu’à rejoindre une embase de branchement 16, dont est pourvu extérieurement le boitier 10, ici le capot 13 de ce dernier, et qui permet de brancher la source de courant précitée.
On va maintenant décrire plus en détail le clapet 30. Le clapet 30 est centré sur l’axe X-X et est déplaçable selon l’axe X-X par rapport au boitier 10 de manière à commander un écoulement de fluide entre la chambre C1 et la chambre C2. Plus précisément, le clapet 30 est mobile axialement vis-à-vis du siège de clapet 1 1 .5, en étant ainsi déplaçable entre :
- une configuration fermée, qui est montrée sur les figures 1 et 2 et dans laquelle le clapet 30 est appuyé axialement contre le siège de clapet 1 1 .5 de manière à empêcher le fluide de franchir ce siège 11 .5 pour circuler entre les chambres C1 et C2 ;
- une configuration ouverte, qui est montrée sur les figures 3 et 4 et dans laquelle le clapet 30 est écarté du siège de clapet 1 1 .5 de manière à laisser le fluide s’écouler entre les chambres C1 et C2 en franchissant le siège 11 .5.
Dans la forme de réalisation considérée sur les figures 1 à 4, le clapet 30 en configuration ouverte est situé, suivant l’axe X-X, sensiblement au même niveau que la paroi principale 11.1 du corps de siège 11 , en étant ici reçu dans la périphérie intérieure de cette paroi principale 1 1.1 ; le clapet 30 en configuration ouverte est agencé dans la chambre C2.
Dans l’exemple d’application défini plus haut, le clapet 30 laisse passer dans la chambre C2 au moins une partie du fluide entrant dans la chambre C1 depuis la voie V1 , par franchissement du siège de clapet 11.5, lorsque le clapet 30 est en configuration ouverte. Lorsque le clapet 30 est en configuration fermée, ce clapet empêche le fluide entrant dans la chambre C1 depuis la voie V1 d’atteindre la chambre C2.
Pour commander en déplacement le clapet 30, ce dernier est lié au corps 21 de l’élément thermostatique 20 de sorte que le déplacement axial du corps 21 par rapport au boitier 10, résultant de la dilatation de la matière thermodilatable 22, provoque un déplacement correspondant du clapet 30 de manière à passer ce dernier de la configuration fermée à la configuration ouverte. Ainsi, lors de la dilation de la matière thermodilatable 22, le corps 21 de l’élément thermostatique 20 entraine le clapet 30 selon l’axe X-X par rapport au boitier 10 de la configuration fermée à la configuration ouverte, en particulier depuis une position fermée des figures 1 et 2, qui est occupée par le clapet 30 en configuration fermée, jusqu’à une position ouverte de la figure 4 où le clapet 30 est en configuration ouverte, en passant par une position intermédiaire prédéterminée de la figure 3 où le clapet 30 est aussi en configuration ouverte, étant remarqué que des précisions relatives à cette position intermédiaire de la figure 3 seront données plus loin.
Suivant une forme de réalisation pratique, qui est mise en œuvre dans la forme de réalisation considérée ici, le clapet 30 est lié fixement au corps 21 de l’élément thermostatique 20.
Dans l’exemple de réalisation illustré aux figures 1 à 4, le clapet 30 comprend, en région centrale par rapport à l’axe X-X, une armature 31 qui est prévue rigide, en étant typiquement réalisée en métal. Dans l’exemple illustré aux figures, cette armature 31 s’apparente à une bague, sans toutefois que cette forme de réalisation ne soit limitative. Le clapet 30 comprend également, mais en région périphérique par rapport à l’axe X-X, une garniture d’étanchéité 32 qui est prévue souple comparativement à l’armature 31 , en étant réalisée par exemple en polymère ou en caoutchouc. La garniture d’étanchéité 32 est agencée sur la périphérie extérieure de l’armature 31 , c’est-à-dire la périphérie de cette dernière, tournée radialement à l’opposé de l’axe X-X. La garniture d’étanchéité 32 est par exemple surmoulée sur l’armature centrale 31 . La garniture d’étanchéité 32 constitue la partie du clapet 30, qui coopère par appui axial avec le siège de clapet 1 1.5 afin de commander l’écoulement du fluide entre les chambres C1 et C2 par franchissement du siège du clapet 11.5, tandis que l’armature 31 constitue la partie du clapet 30, qui coopère avec le corps 21 de l’élément thermostatique 20 aux fins de la liaison du clapet à ce corps 21 . Ainsi, l’armature 31 est par exemple emmanchée serrée autour du corps 21 de l’élément thermostatique 20, en liant fixement le clapet 30 à ce corps 21 .
On va maintenant décrire plus en détail le manchon 40. Le manchon 40 est centré sur l’axe X-X et est déplaçable selon cet axe par rapport au boitier 10 de manière à commander, à la fois, un écoulement de fluide entre la chambre C1 et la chambre C2, qui est différent de l’écoulement de fluide commandé par le clapet 30, et un écoulement de fluide entre la chambre C2 et l’extérieur du boitier 10 via les orifices 12.4 du boitier 10.
Plus précisément, le manchon 40 est mobile axialement vis-à-vis du siège du manchon 1 1 .6, en étant ainsi déplaçable entre :
- une première configuration, qui est montrée sur les figures 1 , 2 et 3 et dans laquelle le manchon 40 est appuyé axialement contre le siège de manchon 1 1.6 de manière à empêcher le fluide de franchir ce siège 11 .6 pour circuler entre les chambres C1 et C2, et
- une seconde configuration, qui est montrée sur la figure 4 et dans laquelle le manchon 40 est écarté du siège de manchon 11.6 de manière à laisser le fluide s’écouler entre les chambres C1 et C2 en franchissant le siège de manchon 1 1 .6. De plus, le manchon 40 est reçu de manière coaxiale et complémentaire à l’intérieur du corps tubulaire 12 du boitier 10 et y est déplaçable selon l’axe X-X entre les première et seconde configurations de sorte que :
- dans la première configuration, le manchon 40 laisse découverts les orifices 12.4 de manière à laisser le fluide s’écouler radialement à l’axe X-X entre la chambre C2 et l’extérieur du boitier 10 via les orifices 12.4, et
- dans la seconde configuration, le manchon 40 recouvre, suivant une direction sensiblement radiale à l’axe X-X, les orifices 12.4 de manière à empêcher le fluide de s’écouler radialement à l’axe X-X entre la chambre C2 et l’extérieur du boitier 10 via les orifices 12.4.
Dans la forme de réalisation considérée sur les figures 1 à 4, le manchon 40 est agencé dans la chambre C2, en particulier à la jonction entre cette dernière et la chambre C1 lorsque le manchon 40 est dans la première configuration. De plus, la lèvre d’étanchéité 14 ceinture extérieurement le manchon 40, en étant appliquée contre la face extérieure de ce dernier, pour empêcher le fluide de circuler par l’extérieur du manchon 40 entre les chambre C1 et C2 quelle que soit la position du manchon selon l’axe X-X entre les première et seconde configurations.
Dans l’exemple d’application défini plus haut, lorsque le manchon 40 est dans la seconde configuration, le manchon 40 laisse passer dans la chambre C2 une partie du fluide entrant dans la chambre C1 depuis la voie V1 , en plus de la partie de ce fluide, que laisse passer dans la chambre C2 le clapet 30 en configuration ouverte, tandis, dans le même temps, le manchon 40 empêche le fluide de la voie V2 d’entrer radialement à l’axe X-X dans la chambre C2 via les orifices 12.4. Lorsque le manchon 40 est dans la première configuration, le manchon 40 empêche le fluide entrant dans la chambre C1 depuis la voie V1 d’atteindre la chambre C2 par franchissement du siège de manchon 11.6, tandis que, dans le même temps, le manchon 40 laisse entrer radialement à l’axe X-X dans la chambre C2 le fluide de la voie V2, via les orifices 12.4.
Pour commander en déplacement le manchon 40, ce dernier est lié au clapet 30 de sorte que le déplacement axial du clapet 30 par rapport au boitier 10, résultant de la dilatation de la matière thermodilatable 22, provoque (i) un maintien en position du manchon 40 dans sa première configuration par rapport au boitier 10 tant que le clapet 30 est entre la position fermée de la figure 1 , correspondant à sa configuration fermée, et la position intermédiaire précitée de la figure 3, puis (ii) un déplacement correspondant du manchon 40 de manière à passer ce dernier de sa première configuration à sa seconde configuration lorsque le clapet 30 en configuration ouverte est entrainé par l’élément thermostatique 20 depuis la position intermédiaire précitée du clapet jusqu’à la position ouverte de ce dernier illustré à la figure 4. Ainsi, le manchon 40 et le clapet 30 sont liés l’un à l’autre de sorte que lors de la dilatation de la matière thermodilatable 22 :
- le manchon 40 est immobile par rapport au boitier 10, en restant dans sa première configuration, pendant que le corps 21 de l’élément thermostatique 20 entraine le clapet de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, jusqu’à ce que le clapet 30 occupe la position intermédiaire précitée de la figure 3, puis
- lorsque le clapet 30 en configuration ouverte est entrainé selon l’axe X-X par rapport au boitier 10 par le corps 21 de l’élément thermostatique 20 au-delà de la position intermédiaire précitée, le clapet 30 entraine le manchon 40 selon l’axe X-X par rapport au boitier 10 de la première à la seconde configuration du manchon.
Suivant une forme de réalisation pratique, qui est mise en œuvre dans la forme de réalisation considérée sur les figures 1 à 4, le manchon 40 est assemblé au clapet 30 :
- de manière librement coulissante selon l’axe X-X lorsque le clapet 30 est entrainé entre sa configuration fermée et sa position intermédiaire précitée de la figure 3, et
- de manière fixe selon l’axe X-X lorsque le clapet 30 en configuration ouverte est entrainé au-delà de sa position intermédiaire précitée.
Dans l’exemple de réalisation considéré sur les figures 1 à 4, le manchon 40 comprend, en région centrale par rapport à l’axe X-X, une armature 41 qui est prévue rigide, étant typiquement réalisée en métal. Le manchon 40 comporte également, mais en région périphérique par rapport à l’axe X-X, une jupe cylindrique 42, qui est centrée sur l’axe X-X et qui est reliée à l’armature 41 , en étant par exemple venue de matière avec cette dernière, par des bras 43 du manchon 40, qui s’étendent transversalement à l’axe X-X. La jupe cylindrique 42 constitue la partie du manchon 40, qui coopère avec le boitier 10 afin de commander les écoulements de fluide mentionnés plus haut : plus précisément, une des deux extrémités axiales de la jupe cylindrique 42 coopère par appui axial avec le siège de manchon 11.6 afin de commander l’écoulement de fluide entre les chambres C1 et C2, par franchissement du siège de manchon 11.6 tandis qu’une partie courante de la jupe cylindrique 42 coopère par recouvrement radial avec les orifices 12.4 afin de commander l’écoulement de fluide radialement à l’axe X-X entre la chambre C2 et l’extérieur du boitier 10 via les orifices 12.4. L’armature 41 constitue la partie du manchon 40, qui coopère avec le clapet 30 aux fins de la liaison mécanique entre le clapet 30 et le manchon 40. Ici, l’armature 41 est montée autour de l’armature 30 du clapet 30 de manière à :
- laisser librement coulissante selon l’axe X-X les armatures 31 et 41 l’une par rapport à l’autre lorsque le clapet 30 est entrainé entre sa configuration fermée et sa position intermédiaire précitée, et - lier fixement selon l’axe X-X les armatures 31 et 41 l’une à l’autre par appui axial lorsque le clapet 30 en configuration ouverte est entraîné au-delà de sa position intermédiaire précitée.
Afin d’assurer l’entraînement du clapet 30 et du manchon 40 lorsque la matière thermodilatable 22 se contracte après avoir été dilatée, la vanne thermostatique 1 comporte deux ressorts de rappel 50 et 60, qui sont respectivement associés au clapet 30 et au manchon 40 et qui, au sein de la vanne thermostatique 1 , sont prévus comprimés dans l’axe X-X. Le ressort de rappel 50 est interposé fonctionnellement entre le boîtier 10 et le clapet 30 de manière à entraîner le clapet de la configuration ouverte à la configuration fermée lors d’une contraction de la matière thermodilatable 22. De même, le ressort de rappel 60 est interposé fonctionnellement entre le boîtier 10 et le manchon 40 de manière à entraîner le manchon 40 de la seconde à la première configuration lors de la contraction de la matière thermodilatable. Structurellement, l’interposition du ressort 50 entre le boîtier 10 et le clapet 30 peut être directe ou indirecte. De même, l’interposition du ressort de rappel 60 entre le boîtier 10 et le manchon 40 peut être directe ou indirecte.
A cet effet, dans la forme de réalisation considérée sur les figures 1 à 4, la vanne thermostatique 1 comporte un seul et même étrier d’appui 70 qui est dédié à transmettre au boîtier 10 les efforts générés par les ressorts de rappel 50 et 60. Cet étrier d’appui 70, qui constitue une pièce distincte du boîtier 10, est solidarisé fixement au boîtier 10, ici au corps de siège 11 , en particulier à sa paroi principale 11.1. L’étrier d’appui 70 s’étend de manière globalement parallèle à l’axe X-X depuis le boîtier 10, en particulier la paroi principale 11 .1 de son corps de siège 11 , à l’intérieur du manchon 40, jusqu’à une extrémité axiale de l’étrier d’appui 70, contre laquelle des spires d’extrémité respectives des ressorts de rappel 50 et 60 sont appuyées axialement. Les spires d’extrémité respectives des ressorts de rappel 50 et 60, opposées à celle appuyée contre l’étrier d’appui 70, sont ici appuyées directement, contre, respectivement, le clapet 60 et le manchon 40, en particulier l’armature 31 du clapet 30 et l’armature 41 du manchon 40.
Le fonctionnement de la vanne thermostatique 1 va maintenant être décrit en regard des figures 2 à 4, dans le cadre de l’exemple d’application de cette vanne thermostatique, évoqué plus haut.
Dans l’état de fonctionnement montré sur la figure 2, le fluide entrant dans la chambre C1 par la voie V1 est empêché de franchir le siège de clapet 1 1 .5 par le clapet 30 en configuration fermée et est empêché de franchir le siège de manchon 1 1.6 par le manchon 40 dans la première configuration : ce fluide n’atteint donc pas la chambre C2 depuis la chambre C1. Dans le même temps, le fluide alimentant les orifices 12.4 depuis l’extérieur du boîtier 10 par la voie V2 entre radialement à l’axe X-X dans la chambre C2 via les orifices 12.4 qui sont laissés découverts par le manchon 40 dans la première configuration. Depuis la chambre C2, le fluide sort du boîtier 10 via l’extrémité axiale 12.2 du corps tubulaire 12, en s’écoulant ainsi dans la voie V3.
Lorsque la matière thermodilatable 22 se dilate, la vanne thermostatique 1 passe de l’état de fonctionnement de la figure 2 à l’état de fonctionnement de la figure 3 puis, si la dilatation de la matière dilatable 22 se poursuit, à l’état de fonctionnement de la figure 4. La dilatation de la matière thermodilatable 2 résulte d’une augmentation de la température du fluide dans la chambre C2 et/ou d’une activation de la résistance électrique chauffante 24.
Lors de la dilatation de la matière thermodilatable 22 faisant passer la vanne thermostatique 1 de l’état de fonctionnement de la figure 2 à l’état de fonctionnement de la figure 3, le corps 21 de l’élément thermostatique 20 s’écarte axialement du piston 23 retenu fixement par rapport au boîtier 10. Le corps 21 de l’élément thermostatique 20 entraîne de manière correspondante le clapet 30 selon l’axe X-X par rapport au boîtier 10, en faisant ainsi passer le clapet 30 de la configuration fermée à la configuration ouverte, jusqu’à ce que le clapet 30 occupe la position intermédiaire de la figure 3. Le déflecteur 15 permet avantageusement de casser les flux de fluide rasant le siège de clapet 1 1.5 transversalement à l’axe X-X, afin de limiter les phénomènes de cavitation ou d’effet Venturi. Dans le même temps, le manchon 40 reste dans sa première configuration puisque le manchon 40 n’est pas entraîné par le clapet 30, qui notamment coulisse librement selon l’axe X-X par rapport au manchon 40, si bien que le manchon 40 reste immobile par rapport au boîtier 10. Il en résulte que le fluide entrant dans la chambre C1 par la voie V1 continue d’être empêché de franchir le siège de manchon 11.6 par le manchon 40, mais est permis par le clapet 30 de franchir le siège de clapet 1 1 .5 et donc d’atteindre ainsi la chambre C2. Dans le même temps, le fluide alimentant les orifices 12.4 depuis l’extérieur du boîtier 10 par la voie V2 continue d’entrer à l’intérieur de la chambre C2 via ses orifices 12.4. Depuis la chambre C2, le fluide continue de sortir du boîtier 10 en rejoignant la voie V3. Le ressort de rappel 50 s’écrase, mais pas le ressort de rappel 60.
Lors de la dilatation de la matière thermodilatable 22 faisant passer la vanne thermostatique de l’état de fonctionnement de la figure 3 à celui de la figure 4, le corps 21 de l’élément thermostatique 20 entraîne le clapet 30 en configuration ouverte selon l’axe X- X par rapport au boîtier 10 au-delà de la position intermédiaire de la figure 3. Il en résulte que le clapet 30 entraîne alors de manière correspondante le manchon 40 selon l’axe X-X par rapport au boîtier 10 de la première à la seconde configuration de ce manchon, notamment par appui axial de l’armature 31 contre l’armature 41. Le fluide entrant dans la chambre C1 depuis la voie V1 n’est plus empêché de franchir le siège de manchon 11.6 par le manchon 40 : au contraire, ce fluide passe de la chambre C1 à la chambre C2 en franchissant le siège de manchon 11.6, tout en continuant de franchir le siège de clapet 11.5 du fait de la configuration ouverte du clapet 30. Dans le même temps, le fluide alimentant les orifices 12.4 depuis l’extérieur du boîtier 10 par la voie V2 est empêché d’entrer radialement à l’axe X-X dans la chambre C2 par le manchon 40 qui recouvre, radialement l’axe X-X, les orifices 12.4. Ainsi, à la différence de l’état de fonctionnement de la figure 3, dans lequel le fluide dans la chambre C2 résulte du mélange des fluides provenant respectivement des voies V1 et V2, le fluide présent dans la chambre C2 dans l’état de fonctionnement de la figure 4 est constitué exclusivement du fluide provenant de la voie V1 , à des fuites près. Les ressorts de rappel 50 et 60 s’écrasent.
En tenant des explications qui précèdent, on comprend que l’admission dans la chambre C2 du fluide depuis la chambre C1 est progressive lors de la dilatation de la matière thermodilatable 22, dans le sens où, dans un premier temps, c’est-à-dire lors du passage de l’état de fonctionnement de la figure 2 à celui de la figure 3, la quantité de fluide atteignant la chambre C2 depuis la chambre C1 est non nulle, mais limitée du fait de la section d’écoulement réduite entre le siège de clapet 11.5 et le clapet 30 en configuration ouverte, cette section d’écoulement étant en particulier bien moindre que celle entre le siège de manchon 1 1.6 et le manchon 40 dans la seconde configuration de ce dernier. Dans un second temps, c’est-à-dire lors du passage de l’état de fonctionnement de la figure 3 à celui de la figure 4, le fluide s’écoule de la chambre C1 à la chambre C2 selon une quantité bien supérieure, du fait de la section d’écoulement substantiel entre le siège de manchon 1 1 .6 et le manchon 40 dans la seconde configuration de ce dernier. Les intérêts d’une telle admission progressive du fluide depuis la chambre C1 à la chambre C2 sont nombreux, notamment en lien avec la régulation opérée par l’élément thermostatique 20 : cela évite à l’élément thermostatique 20 d’être brutalement soumis à de brusques changements de température du fluide dans lequel baigne son corps 21 ; cela permet par ailleurs au fluide franchissant le siège de clapet 11.5 de s’écouler plutôt le long du corps 21 de l’élément thermostatique, ce qui sensibilise thermiquement ce dernier de manière efficace. On comprend également que cette progressivité de l’admission du fluide depuis la chambre C1 dans la chambre C2 est adaptable en jouant sur les tailles respectives des sections de passage associées respectivement au siège de clapet 11.5 et au siège de manchon 11 .6, notamment en jouant sur les diamètres respectifs du siège de clapet 11 .5 et du siège de manchon 11 .6. Il est également possible de jouer sur la course axiale du clapet 30 pour passer de sa configuration fermée à la position intermédiaire de sa configuration ouverte, ainsi que sur les caractéristiques de laminage entre le siège de clapet 11 .5 et le clapet 30, notamment en lien avec les spécificités structurelles et géométriques le siège de clapet 1 1 .5 et/ou du clapet 30. Lorsque la température à laquelle est soumis l’élément thermostatique 20 diminue ensuite, la matière thermodilatable 22 se contracte et, sous l’effet de décompression des ressorts de rappel 50 et 60, le manchon 40 passe de sa seconde configuration à sa première configuration, en découvrant progressivement les orifices 12.4, tout en se rapprochant progressivement du siège de manchon 1 1 .6, tandis que le clapet 30 reste en configuration ouverte, tout en se rapprochant progressivement du siège de clapet 1 1.5, jusqu’à revenir à la position intermédiaire précitée où le manchon 40 atteint sa première configuration. Lorsque la matière thermodilatable 22 continue de se rétracter, le manchon 40 reste immobile dans sa première configuration, tandis que, sous l’effet de décompression du ressort de rappel 50, le clapet 30 passe de sa configuration ouverte, plus précisément de sa position intermédiaire précitée, à sa configuration fermée.
Sur les figures 5 et 6 est représenté un mode de réalisation alternatif à la vanne thermostatique 1 , sous la forme d’une vanne thermostatique 101.
La vanne thermostatique 101 est fonctionnellement similaire à la vanne thermostatique 1 dans le sens où la vanne thermostatique 101 comprend un boîtier 1 10, un élément thermostatique 120, un clapet 130, un manchon 140, des ressorts de rappel 150 et 160, et un étrier d’appui 170, qui sont respectivement similaires fonctionnellement, voire structurellement, au boîtier 10, à l’élément thermostatique 20, au clapet 30, au manchon 40, aux ressorts de rappel 50 et 60, et à l’étrier d’appui 70 de la vanne thermostatique 1 . Le boîtier 110 comprend notamment un corps de siège 11 1 et un corps tubulaire 1 12, qui sont respectivement similaires au corps de siège 11 et au corps tubulaire 12. Comme bien visible sur la figure 5, le corps tubulaire 112 est pourvu d’orifices 112.4, qui sont similaires aux orifices 12.4 et qui, sur la face intérieure du corps tubulaire 1 12, débouchent sur une surface cylindrique 1 12.3 similaire à la surface cylindrique 12.3. Le manchon 140 comporte une jupe cylindrique 142 similaire à la jupe cylindrique 42.
Ceci étant, la vanne thermostatique 101 se distingue de la vanne thermostatique 1 par le fait que, à la différence de la vanne thermostatique 1 , la vanne thermostatique 101 ne prévoit pas que son manchon 140 n’interfère pas axialement avec son boîtier 1 10 quelle que soit la position du manchon 140 dans sa seconde configuration selon l’axe X-X. A cet effet, en plus du siège de manchon 11 1 .6, qui est similaire au siège de manchon 1 1 .6 et qui est ici porté par le corps de siège 1 11 , le boîtier 110 porte fixement un siège de manchon 112.5 qui, ici, est avantageusement porté par le corps tubulaire 112, en particulier sur la périphérie intérieure de ce corps tubulaire. Le siège de manchon 112.5 est sensiblement aligné, suivant la direction de l’axe X-X, avec le siège de manchon 111.6. Lorsque le manchon 140 est dans la première configuration, comme sur la figure 1 , le manchon 140 est écarté du siège de manchon 1 12.5. En revanche, lors de la dilatation de la matière thermodilatable de l’élément thermostatique 120, le manchon 140 dans la seconde configuration est entraîné selon l’axe X-X par rapport au boîtier 110 par le clapet 130, jusqu’à être appuyé axialement contre le siège de manchon 112.5 de manière à empêcher le fluide de s’écouler entre la chambre C2 et les orifices 112.4 en franchissant ce siège de manchon 1 12.5, comme illustré à la figure 6.
Ainsi, lorsque le manchon 140 est dans sa seconde configuration, comme sur la figure 6, l’appui axial du manchon 140 contre le siège de manchon 112.5 limite substantiellement la mise en communication fluidique entre la chambre C2 et l’interface cylindrique entre la face extérieure de la jupe cylindrique 142 du manchon 140 et la surface cylindrique 1 12.3 de la face intérieure du corps tubulaire 112. De cette façon, dans le cadre de l’exemple d’application défini plus haut, le fluide alimentant les orifices 112.4 depuis l’extérieur du boîtier 110 par la voie V2 est empêché, lorsque le manchon 140 est dans sa seconde configuration, de s’écouler via l’interface cylindrique précitée jusqu’à l’intérieur de la chambre C2, en étant stoppé au niveau du siège de manchon 1 12.5 contre lequel le manchon 140 est appuyé axialement.
En pratique, la présence du siège de manchon 112.5 rend l’assemblage de la vanne thermostatique 101 un peu plus complexe que celui de la vanne thermostatique 1. En particulier, il peut être prévu que le corps tubulaire 1 12 ne soit rapporté et fixé au reste du boîtier 110 qu’après mise en place du manchon 140 au sein de la vanne thermostatique 101. La vanne thermostatique 101 comprend alors avantageusement une bague d’assemblage 117, qui, avant même la mise en place du corps tubulaire 112, pince contre le corps de siège 111 une lèvre d’étanchéité 114 similaire à la lèvre d’étanchéité 14, et qui, à l’état assemblé de la vanne thermostatique 101 , est retenue en place par le corps tubulaire 1 12.
Sur la figure 7 est représenté un mode de réalisation alternatif aux vannes thermostatiques 1 et 101 , sous la forme d’une vanne thermostatique 201. La vanne thermostatique 201 est fonctionnellement similaire à la vanne thermostatique 101 , dans le sens où cette vanne thermostatique 201 comporte un boîtier 210, un élément thermostatique 220, un clapet 230, un manchon 240 et des ressorts de rappel 250 et 260, qui sont respectivement similaires fonctionnellement, voire structurellement, au boîtier 1 10, à l’élément thermostatique 120, au clapet 130, au manchon 140, et aux ressorts de rappel 150 et 160. En particulier, le boîtier 210 comporte un corps de siège 21 1 et un corps tubulaire 212, qui sont respectivement similaires au corps de siège 11 1 et au corps tubulaire 112. Le corps tubulaire 112 est pourvu d’orifices 212.4 et d’un siège de manchon 212.5, qui sont respectivement similaires aux orifices 1 12.4 et au siège de manchon 112.5. Ceci étant, la vanne thermostatique 201 se différencie de la vanne thermostatique 101 par le fait qu’elle est dépourvue d’un étrier d’appui similaire à l’étrier d’appui 170. Les ressorts de rappel 260 et 250 ne s’appuient donc pas contre un tel étrier d’appui, mais contre une partie d’appui 212.6 qui est intégrée au boîtier 210, en particulier au corps tubulaire 212. La partie d’appui 212.6 s’étend transversalement à l’axe X-X, en formant un appui axial pour les ressorts de rappel 250 et 260, et est agencée en totalité à l’extérieur du manchon 240, en étant notamment située du côté axial du siège de manchon 212.5, tourné à l’opposé du corps de siège 211. En pratique, la partie d’appui 212.6 est avantageusement venue de matière avec le reste du corps tubulaire 212, ce qui s’avère particulièrement pratique et économique.
Sur les figures 8 à 12 est représenté un mode de réalisation alternatif aux vannes thermostatiques 1 , 101 et 201 , sous la forme d’une vanne thermostatique 301.
La vanne thermostatique 301 est fonctionnellement similaire à la vanne thermostatique 201 , dans le sens où la vanne thermostatique 301 comporte un boîtier 310, un élément thermostatique 320, un clapet 330, un manchon 340, et des ressorts de rappel 350 et 360, qui sont respectivement similaires, fonctionnellement voire structurellement, au boîtier 210, à l’élément thermostatique 220, au clapet 230, au manchon 240, et aux ressorts de rappel 250 et 260. En particulier, le boîtier 310 comporte un corps de siège 311 et un corps tubulaire 312, qui sont respectivement similaires au corps de siège 211 et au corps tubulaire 212. Le corps tubulaire 312 est prévu avec des orifices 312.4, un siège de manchon 312.5 et une partie d’appui 312.6, qui sont respectivement similaires aux orifices 212.4, au siège de manchon 212.5 et à la partie d’appui 212.6. L’élément thermostatique
320 inclut un corps 321 et un piston 323, qui sont respectivement similaires au corps 21 et au piston 23 de l’élément thermostatique 20.
Ceci étant, la vanne thermostatique 301 se distingue de la vanne thermostatique 201 par un aménagement additionnel, à savoir un système de surcourse 380 qui, lors de la dilatation de la matière thermodilatable de l’élément thermostatique 320, autorise le corps
321 de l’élément thermostatique 320 à s’écarter du piston 323 alors que le manchon 340 est appuyé axialement contre le siège de manchon 312.5, comme illustré à la figure 12. Plus précisément, dans la forme de réalisation envisagée aux figures 8 à 12, le système de surcourse 380 comprend un ressort de surcourse 381 qui est associé à des aménagements dédiés du manchon 340. Le manchon 340 comporte ainsi une armature 341 , une jupe cylindrique 342 et des bras 343, qui sont respectivement similaires fonctionnellement à l’armature 41 , à la jupe cylindrique 42 et aux bras 43 du manchon 40, mais qui s’en distinguent structurellement par le fait que : - les bras 343 relient l’armature 341 et la jupe cylindrique 342 au niveau de l’extrémité axiale de cette dernière, qui coopère par appui axial avec le siège de manchon 312.5 lorsque le manchon est dans sa seconde configuration, et
- l’armature 341 inclut une première partie 341.1 , qui est liée fixement à la jupe cylindrique 342 par les bras 343, et une seconde partie 341 .2, qui est déplaçable selon l’axe X-X par rapport à la première partie 341 .1 , en étant liée à cette dernière par le ressort de surcourse 381 de sorte que, tant que le manchon 340 n’est pas appuyé axialement contre le siège de manchon 312.5, la première partie 341.1 et la seconde partie 341.2 de l’armature 341 sont liées cinématiquement l’une à l’autre, comme sur les figures 8 à 11 , tandis que, lorsque le manchon 340 est appuyé axialement contre le siège de manchon 312.5, la seconde partie 341.2 est librement déplaçable selon l’axe X-X par rapport à la première partie 341.1 de l’armature 341 , comme sur la figure 12.
En pratique, le ressort de surcourse 381 présente une raideur bien plus importante que le ressort de rappel 360 et est interposé axialement entre la première partie 341 .1 et la seconde partie 341.2 de l’armature 341 tandis que le ressort de rappel 360 est interposé axialement entre la seconde partie 341.2 de l’armature 341 et la partie d’appui 312.6 du boîtier 310. De plus, ici, le clapet 330 inclut une armature 331 , qui est similaire à l’armature 31 du clapet 30 et autour de laquelle la seconde partie 341.2 de l’armature 341 est montée de manière similaire au montage de l’armature 41 du manchon 40 autour de l’armature 31 du clapet 30. Ainsi, lors de la dilatation de la matière thermodilatable de l’élément thermostatique 320, le clapet 330 passe de sa configuration fermée des figures 8 et 9 à la position intermédiaire de sa configuration ouverte de la figure 10 moyennant l’entraînement du clapet 330 par l’élément thermostatique 320 et le coulissement axial libre de son armature 331 par rapport à la seconde partie 341.2 de l’armature 341 du manchon 340 qui reste immobile dans sa première configuration. Puis, lorsque la matière thermodilatable de l’élément thermostatique 320 continue de se dilater, le manchon 340 passe de sa première configuration de la figure 10 à sa seconde configuration de la figure 11 , moyennant l’appui axial de l’armature 331 du clapet 330 entraîné par l’élément thermostatique 320 contre la seconde partie 341.2 de l’armature 341 du manchon 340 et la liaison cinématique entre la première partie 341.1 et la seconde partie 341.2 de l’armature 341 par le ressort de surcourse 381. Puis, lorsque la matière thermodilatable de l’élément thermostatique 320 continue de se dilater encore, le manchon 340 est immobilisé par rapport au boîtier 310 du fait de son appui axial contre le siège de manchon 312.5, hormis la seconde partie 341.2 de son armature 341 , cette partie 341 .2 étant, conjointement avec le clapet 330, entraînée axialement par l’élément thermostatique 320, moyennant l’écrasement du ressort de surcourse 381 , comme illustré à la figure 12. On comprend que la partie d’appui 312.6 du boîtier 310 facilite l’intégration du système de surcourse 380 à la vanne 301 . Ceci étant, en pratique, la forme de réalisation du système de surcourse 380, illustrée aux figures 8 à 12, n’est pas limitative, de multiples autres formes de réalisation étant envisageables pour le système de surcourse 380, y compris en l’absence d’une partie d’appui similaire à la partie d’appui 312.6, au profit d’un étrier d’appui similaire à l’étrier d’appui 70 ou 170.
Divers aménagements et variantes aux vannes thermostatiques 1 , 101 , 201 et 301 décrites jusqu’ici sont envisageables. A titre d’exemples :
- la résistance électrique chauffante 24 et les aménagements associés à cette dernière peuvent être supprimés ; dans ce cas, l’élément thermostatique est commandé en dilatation uniquement par la chaleur du fluide dans lequel baigne son corps ;
- la géométrie du boîtier 10, 110, 210 ou 310 peut être modifiée par rapport à celle envisagée sur les figures, notamment pour s’adapter à l’environnement d’implantation de la vanne thermostatique 1 , 101 , 201 , 301 et/ou pour en faciliter la fabrication et/ou pour s’adapter à d’autres sens d’écoulement du fluide dans la vanne thermostatique vis-à-vis des voies V1 , V2 et V3 ; et/ou
- l’élément thermostatique 20, 120, 220 ou 320 peut être fonctionnellement lié au reste de la vanne thermostatique 1 , 101 , 201 , 301 de manière inverse à celle considérée sur les figures ; autrement dit, dans ce cas, c’est le corps de l’élément thermostatique qui est reliée fixement au boîtier 10, 110, 210, 310, tandis que le piston de l’élément thermostatique entraîne le clapet 30, 130, 230, 330 et le manchon 40, 140, 240, 340.
Enfin, selon une variante non représentée, la vanne thermostatique 1 , 101 , 201 ou 301 est dépourvue du clapet 30, 130, 230, 330 et, plus généralement, de tout aménagement permettant une admission progressive de l’écoulement de fluide entre les chambres C1 et C2 moyennant l’utilisation d’un tel clapet pour, après que ce clapet ait été entraîné par l’élément thermostatique dans un premier temps, transmettre au manchon un effet d’entraînement depuis l’élément thermostatique dans un second temps. Dans cette variante, le manchon est entraîné directement par l’élément thermostatique.

Claims

REVENDICATIONS
1. Vanne thermostatique (1 ; 101 ; 201 ; 301 ), comportant :
- un boîtier (10 ; 1 10 ; 210 ; 310) à l’intérieur duquel sont agencées des première (C1 ) et seconde (C2) chambres qui sont raccordables directement l’une à l’autre pour qu’un fluide s’écoule à l’intérieur du boîtier et sont chacune raccordables directement à l’extérieur du boîtier pour qu’un fluide entre dans le boîtier et/ou sorte du boîtier via la chambre concernée,
- un élément thermostatique (20 ; 120 ; 220 ; 320), qui inclut une partie fixe (23 ; 323), liée fixement au boîtier, et une partie mobile (21 ; 321 ), déplaçable selon un axe (X-X) par rapport à la partie fixe, les parties fixe et mobile s’écartant axialement l’une de l’autre sous l’action d’une dilatation d’une matière thermodilatable (22) de l’élément thermostatique, et
- un manchon (40 ; 140 ; 240 ; 340) qui est déplaçable selon l’axe (X-X) par rapport au boîtier pour passer entre une première configuration, dans laquelle le manchon est appuyé axialement contre un premier siège de manchon (1 1 .6 ; 11 1 .6), porté fixement par le boîtier, de manière à empêcher le fluide de s’écouler entre les première et seconde chambres en franchissant le premier siège de manchon, et une seconde configuration, dans laquelle le manchon est écarté du premier siège de manchon de manière à laisser le fluide s’écouler entre les première et seconde chambres en franchissant le premier siège de manchon, lequel manchon est lié à la partie mobile (21 ; 321) de l’élément thermostatique (20 ; 120 ; 220 ; 320) de manière à, lors d’une dilatation de la matière thermodilatable (22), être entraîné, directement ou indirectement, par la partie mobile de la première à la seconde configuration, dans laquelle le boîtier (10 ; 1 10 ; 210 ; 310) comporte un corps de siège (11 ; 11 1 ; 21 1 ; 31 1 ), qui porte fixement le premier siège de manchon (1 1 .6 ; 11 1 .6), et un corps tubulaire (12 ; 1 12 ; 212 ; 312), qui est assemblé fixement au corps de siège, en étant centré sur l’axe (X-X), et à l’intérieur duquel le manchon (40 ; 140 ; 240 ; 340) est reçu de manière coaxiale et complémentaire et est déplaçable selon l’axe entre les première et seconde configurations, et dans laquelle le corps tubulaire (12 ; 1 12 ; 212 ; 312) est pourvu d’au moins un orifice (12.4 ; 112.4 ; 212.4 ; 312.4) qui :
- est traversant, en reliant l’une à l’autre des faces intérieure et extérieure du corps tubulaire suivant une direction radiale à l’axe (X-X),
- relie la seconde chambre (C2) et l’extérieur du boîtier (10 ; 1 10 ; 210 ; 310) suivant une direction sensiblement radiale à l’axe (X-X),
- est laissé découvert par le manchon (40 ; 140 ; 240 ; 340) dans la première configuration de manière à laisser le fluide s’écouler radialement à l’axe entre la seconde chambre et l’extérieur du boîtier via ledit au moins un orifice, et
- est recouvert, suivant la direction sensiblement radiale à l’axe, par le manchon dans la seconde configuration de manière à empêcher le fluide de s’écouler radialement à l’axe entre la seconde chambre et l’extérieur du boîtier via ledit au moins un orifice.
2. Vanne thermostatique suivant la revendication 1 , dans laquelle le corps tubulaire (1 12 ; 212 ; 312) porte fixement un second siège de manchon (112.5 ; 212.5 ; 312.5), dans laquelle le manchon (140 ; 240 ; 340) dans la première configuration est écarté du second siège de manchon, et dans laquelle, lors de la dilatation de la matière thermodilatable, le manchon dans la seconde configuration est entraîné selon l’axe (X-X) par rapport au boîtier (1 10 ; 210 ; 310) jusqu’à être appuyé axialement contre le second siège de manchon de manière à empêcher le fluide de s’écouler entre la seconde chambre (C2) et ledit au moins un orifice (112.4 ; 212.4 ; 312.4) en franchissant le second siège de manchon.
3. Vanne thermostatique suivant la revendication 2, dans laquelle la vanne thermostatique (301 ) comporte un système de surcourse (380) qui, lors de la dilatation de la matière thermodilatable, autorise la partie mobile (321) à s’écarter de la partie fixe (323) de l’élément thermostatique (320) alors que le manchon (340) est appuyé axialement contre le second siège de manchon (312.5).
4. Vanne thermostatique suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la vanne thermostatique (201 ; 301 ) comporte également un ressort de rappel (260 ; 360), qui est comprimé dans l’axe (X-X) et qui est interposé, directement ou indirectement, entre le boîtier (210 ; 310) et le manchon (240 ; 340) de manière à entraîner le manchon de la seconde à la première configuration lors d’une contraction de la matière thermodilatable, et dans laquelle le corps tubulaire (212 ; 312) intègre une partie d’appui (212.6 ; 312.6) contre laquelle le ressort de rappel (260 ; 360) est appuyé axialement, laquelle partie d’appui s’étend transversalement à l’axe (X-X) et est agencé en totalité à l’extérieur du manchon (240 ; 340).
5. Vanne thermostatique suivant la revendication 4, dans laquelle la partie d’appui (212.6 ; 312.6) est venue de matière avec le corps tubulaire (212 ; 312).
6. Vanne thermostatique suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le boîtier (10 ; 1 10 ; 210 ; 310) est équipé d’une lèvre d’étanchéité (14 ; 114) qui : - ceinture extérieurement le manchon (40 ; 140 ; 240 ; 340) pour empêcher le fluide de circuler par l’extérieur du manchon entre les première et seconde chambres (C1 , C2) quelle que soit la position du manchon selon l’axe (X-X) entre les première et seconde configurations, et
- est retenue en place par pincement entre le corps de siège (1 1 ; 11 1 ; 21 1 ; 311 ) et le corps tubulaire (12 ; 1 12 ; 212 ; 312).
7. Vanne thermostatique suivant la revendication 6, dans laquelle la lèvre d’étanchéité (14) est pincée directement entre le corps de siège (1 1 ) et le corps tubulaire (12).
8. Vanne thermostatique suivant la revendication 6, dans laquelle la lèvre d’étanchéité (114) est pincée entre le corps de siège (111) et une bague d’assemblage (1 17) qui est retenue en place par le corps tubulaire (1 12).
9. Vanne thermostatique suivant l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la vanne thermostatique (1 ; 101 ; 201 ; 301 ) comporte également un clapet (30 ; 130 ; 230 ; 330) qui est déplaçable selon l’axe (X-X) par rapport au boîtier pour passer entre une configuration fermée, dans laquelle le clapet est appuyé axialement contre un siège de clapet (11.5), porté fixement par le boîtier, de manière à empêcher le fluide de s’écouler entre les première et seconde chambres (C1 , C2) en franchissant le siège de clapet, et une configuration ouverte, dans laquelle le clapet est écarté du siège de clapet de manière à laisser le fluide s’écouler entre les première et seconde chambres en franchissant le siège de clapet, et dans laquelle le clapet (30 ; 130 ; 230 ; 330) est lié à la partie mobile (21 ; 321) de l’élément thermostatique (20 ; 120 ; 220 ; 320) et au manchon (40 ; 140 ; 240 ; 340) de sorte que lors de la dilatation de la matière thermodilatable (22) :
- la partie mobile entraîne le clapet selon l’axe (X-X) par rapport au boîtier (10 ; 1 10 ; 210 ; 310) de la configuration fermée à la configuration ouverte, jusqu’à ce que le clapet occupe une position intermédiaire prédéterminée, tandis que le manchon est immobile par rapport au boîtier, en restant dans sa première configuration, puis
- le clapet en configuration ouverte est entraîné selon l’axe par rapport au boîtier par la partie mobile au-delà de la position intermédiaire, tout en entraînant le manchon selon l’axe par rapport au boîtier de la première à la seconde configuration.
10. Vanne thermostatique suivant l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle la partie mobile de l’élément thermostatique entraîne directement le manchon entre les première et seconde configurations.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4055298A (en) 1976-01-19 1977-10-25 Standard-Thomson Corporation Thermally responsive by-pass valve device providing maximum flow area
US20100206955A1 (en) * 2007-09-27 2010-08-19 Vernet Thermostatic single-unit faucet and method for making such a single-unit faucet
US20170220056A1 (en) * 2014-08-04 2017-08-03 Israel Aerospace Industries Ltd. Two-stage valve

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4055298A (en) 1976-01-19 1977-10-25 Standard-Thomson Corporation Thermally responsive by-pass valve device providing maximum flow area
US20100206955A1 (en) * 2007-09-27 2010-08-19 Vernet Thermostatic single-unit faucet and method for making such a single-unit faucet
US20170220056A1 (en) * 2014-08-04 2017-08-03 Israel Aerospace Industries Ltd. Two-stage valve

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